KR101524241B1 - 로프를 활용한 필라멘트 제조 방법과 이를 이용한 필라멘트를 포함하는 자동차 내장 시트재의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기처리하고 있는 로프를 재활용하여 자동차의 내장 인테리어 시트로 활용하고자 하는 데 본 발명의 목적이 있다. 본 발명의 로프를 활용한 필라멘트 제조 방법상 주요 구성은, 폴리프로필렌 재질의 로프를 수집하는 단계; 수집된 로프에 부착된 이물질을 제거하는 단계; 이물질 제거된 로프를 절단하는 단계; 절단된 로프는 세척하는 단계; 수분함량 0-3% 이내가 되게 건조하는 단계; 로프를 해면장치에서 해면(타면) 가공하여 필라멘트 형태로 만드는 해면 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 이물질 제거된 로프를 절단하는 단계에서, 절단하는 길이는 1-20센치미터인 것을 특징으로 하며, 상기 건조하는 단계에서 수분함수 율은 0-3% 인 것을 특징으로 하며, 상기 건조하는 단계에서, 건조 방법은 과열증기실에서 과열증기를 이용하여 건조하는 것을 특징으로 하며, 상기 로프를 해면장치에서 해면(타면) 가공하여 필라멘트 형태로 만드는 해면 단계에서, 필라멘트의 굵기는 1-30 데니어인 것을 특징으로 하며, 상기 로프를 해면장치에서 해면(타면) 가공하여 필라멘트 형태로 만드는 해면 단계에서, 해면장치는, 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 로프의 필라멘트를 이송시키는 이송컨베이어(11)를 포함하며, 상기 회전체(4)의 갈퀴(3)와, 상부회전체(6)의 갈퀴(3) 사이는 서로 충돌되지 않고 겹쳐지는 위치에 놓이도록 구성되어 로프가 찢어지는 작동을 하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

로프를 활용한 필라멘트 제조 방법과 이를 이용한 필라멘트를 포함하는 자동차 내장 시트재의 제조 방법{manufacturing method of filament using wasted-rope and interior sheet material of automobile thereby}

본 발명은 로프를 활용한 필라멘트 제조 방법과 이를 이용한 필라멘트를 포함하는 자동차 내장 시트재의 제조 방법에 관한 것이다.

[문헌1] 특허등록 10-0479527(2005. 03. 21)

[문헌2] 특허등록 10-1071945 (2011. 10. 04)

어구로 사용되는 기구 중, 로프나 그물 등의 소재는 대체로 100% PP 소재로 이루어진다. 이러한 로프나 그물은 약 2년의 사용 수명이 다하면 어촌에서는 대량으로 폐기 처리하는데, 이때 발생되는 로프와 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 닷줄용으로 사용되고 있으며, 환경오염 방지를 예방하기 위해 년 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 로프 재활용 및 처분이 어려워, 최종 폐기 수단이 소각인데 이는 환경오염 물질 발생의 원인이 된다

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명한 것으로, 폐기처리하고 있는 로프를 재활용하여 자동차의 내장 인테리어 시트재료로 활용하고자 하는 데 본 발명의 목적이 있다.

로프의 재질인 폴리프로필렌 재질은 유연하고 부드러워 작업하기가 쉽고 강도가 높아 잘 끊어 지지 않으며 내마모성과 내구성이 있어, 산업용, 양식용, 정박용 및 닷줄용으로 많이 사용하는 바, 폐기되는 이들을 이용하여, 자동차 내장재로 사용되고 있는 제품에서 소요되는 열가소성 소재인 폴리프로필렌을, 이들 폐로프의 재활용으로 대체하고자 한다.

본 발명의 로프를 활용한 필라멘트 제조 방법상 주요 구성은, 폴리프로필렌 재질의 로프를 수집하는 단계; 수집된 로프에 부착된 이물질을 제거하는 단계; 이물질 제거된 로프를 절단하는 단계; 절단된 로프를 세척하는 단계; 수분함량 0-3% 이내가 되게 건조하는 단계; 로프를 해면장치에서 해면(타면) 가공하여 필라멘트 형태로 만드는 해면 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 이물질 제거된 로프를 절단하는 단계에서, 절단하는 길이는 1-20 센치미터인 것을 특징으로 하며, 상기 건조하는 단계에서 수분함수율은 0-3% 인 것을 특징으로 하며, 상기 건조하는 단계에서, 건조 방법은 과열증기실에서 과열증기를 이용하여 건조하는 것을 특징으로 하며, 상기 로프를 해면장치에서 해면(타면) 가공하여 필라멘트 형태로 만드는 해면 단계에서, 필라멘트의 굵기는 1-30 데니어인 것을 특징으로 하며, 상기 로프를 해면장치에서 해면(타면) 가공하여 필라멘트 형태로 만드는 해면 단계에서, 해면장치는, 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 로프의 필라멘트를 이송시키는 이송컨베이어(11)를 포함하며, 상기 회전체(4)의 갈퀴(3)와, 상부회전체(6)의 갈퀴(3) 사이는 서로 충돌되지 않고 겹쳐지는 위치에 놓이도록 구성되어 로프가 찢어지는 작동을 하도록 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 로프를 해면장치에서 해면(타면) 가공하여 필라멘트 형태로 만드는 해면 단계 이후에는, 상기 필라멘트에 케나프 필라멘트 소재를 혼합하여 자동차 내장재용 시트를 만드는 것을 특징으로 하며, 상기 필라멘트에 케나프 필라멘트 소재를 혼합할 때, 혼합 비율은 70-30중량% : 30-70중량%인 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조되는 자동차 내장 시트재인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 자동차의 트렁크 매트, 바닥매트, 시트백, 기타 보드 판 등의 심지 재료로 활용 가능한 바, 예를 들어 케나프 소재에, 본 발명에 의하여 제조된 50%의 폴리프로필렌 필라멘트 소재를 넣어 이들을 만들어 낼 수 있다

또한 본 발명에서는 폴리플피렌 로프를 가공시, 가열 가공하지 않고 찢으므로, 폴리프로필렌 고유 물성에서 변함이 없으며 재활용을 위해 재가공시 쪼그라짐이 발생하는 일이 없고 고유의 물성을 유지할 수 있다

실험에 의하면, PP(폴리프로필렌) 는 섭씨 `170도 에서 녹는데, 자주 가공 및 용융하면 차후 가공시 용융점 온도가 상승되고 물성 변화가 온다

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

도 1 은 본 발명의 제조 방법을 설명하는 도면
도 2 는 본 발명을 실시함에 사용되는 장치의 일부를 예시하는 도면
도 3 은 본 발명에 의하여 포르가 해면 작업되어 가는 과정을 예시하는 도면

이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 추가로 상술한다

로프나 그물 등의 로프 중, 특히 로프는 거의 100% 폴리프로필렌 재질이다. 본 발명은 이를 이용한 PP 소재의 필라멘트 제조 방법을 제공한다

본 발명에 따른 공정은 다음과 같다

도 1 에서 보듯이, 로프를 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 로프가 자연적으로 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 로프의 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 로프를 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 1-5차례, 꼬여 있는 섬유의 해면(타면) 가공을 한다. 바람작하기로는 1-5 회 정도 해면 작업을 행한다. 해면작업은 찢는 작동이 이루어질 수 있는 해면장치에서 이루어진다. 상기 해면장치는 찢어짐이 가능한 본 발명의 로프 소재를 투입하여 필라멘트 형태로 제조 가능한 장치이다.

상기 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 로프(1)의 필라멘트를 이송시키는 이송컨베이어(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 로프(1)를 위로 당겨 올리는 방향으로 회전하며, 상기 로프(1)는 세로로 적층된 상태로 회전체(4)의 높이로 유입되어 찢어지는 작동이 이루어진다.

상기 장치는, 미리 소정의 절차를 걸쳐 로프(1)가 케이스(15) 내로 유입되면, 실과 같은 필라멘트가 형성되도록 가공된다. 로프를 절단하지 않고 찢어야 하는 이유는, 로프(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 로프(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. 로프(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 로프를 다시 집어서 위로 당겨 올린다. 그러므로 상기한 회전체(4) 및 상부회전체(6)의 회전은 로프(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 로프(1)는 전혀 없게 되고 반드시 회전체(4)에 의한 1차 찢는 작동과 그 다음 상부회전체(6)에 의한 2차 찢는 작동이 가해지므로 로프(1)는 미세하게 찢어진 형태로 가공되어 슈트(7)로 보내어진다. 따라서 1,2차 찢는 작동을 거친 로프(1)는 필라멘트 형태로 찢어져 가공된다.

특히, 칼퀴(3)는 진입하는 로프(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 로프(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 마(1) 덩어리가 진입되게 하며, 다른 모터(10)는 회전체(4) 및 상부회전체(6)를 작동시키고 아울러 이송켄베이어(11)를 작동시켜 필라멘트로 가공된 로프(1)를 슈트(7)를 통해 이송되게 한다. 상기한 슈트(7)를 통과한 찢어져 필라멘트 형태로 가공된 로프는 다른 소재 예들 들어 케나프 등의 소재들과 배합하여 자동차 내장재의 소재로 사용 가능하다

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

도 3 은 해면작업이 여러 차례 순차 이루어져 점차 굵기가 가늘고 부드러운 섬유로 되어가는 과정을 예시하고 있다. 굵기가 굵든 가늘든 무관하게 로프 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 카딩기(carding : 소면기)에서 오동작이 발생하는 문제가 발생한다.

해면 가공은 그 굵기가 약 1-30 데니어, 바람직하기로는 4-15 데니어 정도로 가공한다. 더욱 바람직하기로는 7 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

이와 같이 필라멘트 형상으로 가공된 것을 다른 소재의 원료로 사용한다

한가지 예를 들어, 자동차의 내장재 소재로 사용하고자 할 경우, 천연섬유인 케나프 필라멘트를 혼합한다. 혼합하는 케나프 필라멘트는 30-70 중량% 특히, 바람직하기로는 약 50 중량% 정도 혼합한다.

사용되는 혼합장치는 예를들어, 특허등록 제 1246758 호(명칭 : 필라멘트 소재 혼합물 믹싱장치)의 것을 사용한다. 이러한 믹싱 장치를 거쳐 믹싱된 혼합소재를 활용하여 시트 형태로 가공하여, 예를 들어 자동차 내장재 등의 소재로 사용한다.

이상과 같은 제조 방법을 활용하여 PP 필라멘트를 제조하면, 이를 활용하여 PP 재료가 소요되는 각종 산업제품에 특히, 자동차용 내장재 부품의 시트 소재로 활용하면 재료비를 현저히 절감 가능하여 재료비를 크게 줄 일 수 있는 효과가 있다.

1 로프 2 컨베이어
3 갈퀴 4 회전체
5 진입부 6 상부회전체
7 슈트 8, 10 모터
9 롤러 11 이송컨베이어
13 돌출칼날 15 케이스

Claims (9)

1. 폴리프로필렌 재질의 로프를 수집하는 단계;
   수집된 로프에 부착된 이물질을 제거하는 단계;
   이물질 제거된 로프를 절단하는 단계;
   절단된 로프를 세척하는 단계;
   세척된 로프를 건조하는 단계; 및
   건조된 로프를 해면장치에서 해면 가공하여 1-30 데니어의 굵기를 갖는 필라멘트를 만드는 해면 단계를 포함하며,
   상기 필라멘트를 만드는 해면 단계에서 사용되는 해면장치는,
   컨베이어(2);
   상기 컨베이어(2)를 가동시키는 모터(8);
   상기 컨베이어(2) 단부 상에 설치되는 갈퀴(3)를 갖는 회전체(4);
   상기 회전체(4) 상부에 설치되는 갈퀴(3)를 갖는 상부회전체(6);
   상기 회전체(4)를 가동시키는 모터(10); 및
   상기 상부회전체(6)에서 가공되어 나오는 로프의 필라멘트를 이송시키는 이송컨베이어(11)를 포함하며,
   상기 회전체(4)의 갈퀴(3)와, 상부회전체(6)의 갈퀴(3)는 로프가 찢어지면서 해체될 수 있도록 서로 충돌되지 않고 겹쳐지는 위치에 놓이도록 배치되는 것을 특징으로 하는 로프를 활용한 필라멘트 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이물질 제거된 로프를 절단하는 단계에서, 절단하는 길이는 1-20센치미터인 것을 특징으로 하는 로프를 활용한 필라멘트 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 건조하는 단계에서 수분함수율은 0-3% 인 것을 특징으로 하는 로프를 활용한 필라멘트 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 건조하는 단계에서, 건조 방법은 과열증기실에서 과열증기를 이용하여 건조하는 것을 특징으로 하는 로프를 활용한 필라멘트 제조 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 폴리프로필렌 재질의 로프를 수집하는 단계;
   수집된 로프에 부착된 이물질을 제거하는 단계;
   이물질 제거된 로프를 절단하는 단계;
   절단된 로프를 세척하는 단계;
   세척된 로프를 건조하는 단계;
   건조된 로프를 해면장치에서 해면 가공하여 1-30 데니어의 굵기를 갖는 필라멘트를 만드는 해면 단계; 및
   상기 필라멘트에 케나프 필라멘트 소재를 혼합하여 자동차 내장재용 시트를 만드는 단계를 포함하며,
   상기 필라멘트에 케나프 필라멘트 소재를 혼합할 때, 그 혼합 비율은 70-30중량% : 30-70중량%인 것을 특징으로 하는 로프를 활용한 필라멘트를 포함하는 자동차 내장 시트재의 제조 방법.
8. 삭제
9. 삭제

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