KR101755209B1

KR101755209B1 - 폐섬유 융합에 의한 판재 연속 제조장치

Info

Publication number: KR101755209B1
Application number: KR1020160147229A
Authority: KR
Inventors: 오학균
Original assignee: 오학균
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2017-07-10

Abstract

본 발명은 폐의류 등에서 얻은 폐섬유로 만들어진 웹형상의 폐섬유 원단(P)을 연속적으로 이송시키면서 가압융착하여 판재를 제조하는 장치에 관한 것으로, 특히 웹 형태의 폐섬유 원단(P)을 연속적으로 풀어서 공급하는 폐섬유 원단 공급롤(10); 구동모터(M1)에 의해 회전가능하게 설치되고, 상기 폐섬유 원단 공급롤(10)에서 공급되는 폐섬유 원단(P)을 외측벽에 밀착한 상태로 통과시키는 복수의 드럼(20,40); 상기 각 드럼(20,40)을 가열하는 드럼 가열수단(25,45); 각각은 하단면과 드럼(20,40)의 외측벽(22,42)과의 사이에 간격(t)을 두고 배치되며, 상기 간격(t)은 폐섬유 원단(P)의 이동방향을 따라 점차 감소하여, 폐섬유 원단(P)이 드럼(20,40)을 통과하는 동안에 폐섬유 원단(P)을 압착융합시켜 일정한 두께의 판재로 성형하는 가압롤러수단(30,50); 상기 가압롤러수단(30,50)이, 드럼(20,40)과의 접촉에 의해 가열된 폐섬유 원단(P)을 가압할 때, 폐섬유 원단(P)이 가압롤러쪽으로 융착하지 않도록 상기 가압롤러를 냉각시키는 가압롤러 냉각수단; 상기 드럼(20,40)을 통과하면서 압착된 판재를 일정한 두께로 사이징하는 사이징 롤러(80); 및 상기 사이징 롤러(80)를 통과하여 일정한 두께로 사이징된 판재를 일정한 길이만큼씩 절단하는 절단기구(70);를 포함하는 것이다.

Description

폐섬유 융합에 의한 판재 연속 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING PANEL BY PRESSING AND FUSING WASTE FIBER}

본 발명은 패널을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 폐섬유로 만들어진 원단을 연속적으로 이송시키면서 폐섬유 원단을 가압융착하여 판재를 제조하는 장치에 관한 것이다.

섬유 소재분야, 특히 화학섬유의 기술 발전에 따라 섬유산업이 꾸준히 발전하고, 그에 따라 재사용이 불가능한 폐 의류의 양도 날로 증가하고 있다. 재사용이 불가능하여 폐기되는 폐 의류는 주로 수거하여 소각처리하고 있는 실정이다. 폐 의류의 소각처리는 각종 유해한 오염물질을 방출하는 등 심각한 환경 오염 문제를 야기한다.

따라서, 이러한 폐 의류의 소각 처리에 따른 문제를 해결하기 위하여, 폐 의류를 다양한 물품, 특히 건축자재로 재생하는 노력이 꾸준히 연구 개발되고 있다. 일예로, 폐의류를 타면하여 만든 폐섬유 펠트에 열과 압력을 가하여 소정 두께의 판재(패널)로 성형하는 기술이 아래 특허 문헌1에 개시되어 알려져 있다.

그런데, 아래 특허문헌 1에 개시된 종래의 기술은 일정한 규격을 가진 프레스 압축기(106)에서 정해진 규격대로 합판(판재)을 낱장씩 불연속적으로 성형하게 되어 있어, 연속적인 작업에 의하는 경우에 비하여 작업 생산성이 현저히 낮은 문제가 있다.

또한, 폐섬유 원료를 가압하여 판재로 압착할 때, 가압 프레스가 압착하고자 하는 단위 원료의 전체 면적을 가압하므로, 가압 압착시 원료에서 발생하는 가스가 가압프레스에 의해 막혀 배출되지 않아 제조되는 판재에 기포를 발생시킴으로써 제품 불량을 야기하는 문제가 있다.

그리고, 폐섬유 원료를 가압 압착하기전에 폐섬유 원료를 예열하는 과정을 거쳐야 하므로, 공정이 복잡하고 작업시간이 길어져 생산성이 낮은 문제점이 있었다.

KR 10-2001-0106571A

이에 본 발명은 상기 종래의 기술이 가진 단점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 폐 의류를 재처리하여 만든 시트(sheet) 형태의 폐섬유 원단을 사용하여 판재를 연속적으로 제조할 수 있는 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 폐 의류를 재처리하여 만든 시트(sheet) 형태의 폐섬유 원단을 사용하여 판재를 연속적으로 제조할 수 있는 폐섬유 융합에 의한 판재 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치는, 웹 형태의 폐섬유 원단을 외주에 감아 둔 상태에서 그 폐섬유 원단을 연속적으로 풀어서 공급하는 폐섬유 원단 공급롤;

구동모터에 의해 중심축을 중심으로 회전가능하게 설치되고, 상기 폐섬유 원단 공급롤에서 공급되는 폐섬유 원단을 외측벽에 밀착한 상태로 통과시키는 복수의 드럼;

상기 각 드럼을 가열하는 드럼 가열수단;

상기 드럼의 외측 원주면의 둘레를 따라 복수개가 배치되고, 각각은 하단면과 드럼의 외측벽과의 사이에 간격을 두고 배치되며, 상기 간격은 폐섬유 원단의 이동방향을 따라 점차 감소하여, 폐섬유 원단이 드럼을 통과하는 동안에 폐섬유 원단을 압착융합시켜 일정한 두께의 판재로 성형하는 가압롤러수단;

상기 가압롤러수단이, 드럼과의 접촉에 의해 가열된 폐섬유 원단을 가압할 때, 폐섬유 원단이 가압롤러쪽으로 융착하지 않도록 상기 가압롤러를 냉각시키는 가압롤러 냉각수단;

상기 드럼을 통과하면서 압착된 판재를 일정한 두께로 사이징하는 사이징 롤러; 및

상기 사이징 롤러를 통과하여 일정한 두께로 사이징된 판재를 일정한 길이만큼씩 절단하는 절단기구;를 포함한다.

본 발명은 상기 드럼은, 폐섬유 원단의 이송방향을 따라 연속적으로 배치된 상류측의 제1드럼과, 하류측의 제2드럼으로 이루어지고,

상기 드럼 가열 수단은 제1드럼의 내벽을 따라 일정한 간격을 두고 복수개가 구비되어 상기 제1드럼의 측벽을 가열하는 제1드럼 가열수단과, 제2드럼의 내부에 구비되어 내벽을 따라 일정한 간격을 두고 복수개가 구비되어 상기 제2드럼의 측벽을 가열하는 제2드럼 가열수단으로 이루어지고,

상기 가압롤러 수단은 상기 제1드럼의 외주 둘레를 따라 복수개가 배치된 제1가압롤러 수단과, 상기 제2드럼의 외주 둘레를 따라 복수개가 배치된 제2가압롤러 수단으로 이루어진 것에 특징이 있다.

상기 가압롤러 수단은 가압롤러와, 상기 드럼의 외측벽과 가압롤러 사이의 간격을 조절할 수 있도록 상기 가압롤러를 드럼의 외측벽에 대하여 이동시키는 가압롤러 승강수단을 포함하고,

상기 가압롤러 승강수단은 프레임에 고정설치된 지지블록과, 상기 가압롤러의 회전축의 양단을 회전가능하게 지지하고, 상기 지지블록의 길이방향을 따라 이동가능하게 구비된 슬라이드블록과, 손잡이의 회전에 따라 회전하면서 상기 슬라이드블록을 상기 지지블록에 대하여 슬라이드 이동시키는 이송나사봉으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치에 의하면, 폐 의류를 재처리하여 만든 시트(sheet) 형태의 폐섬유 원단을 사용하여 판재를 연속적으로 제조할 수 있으므로, 판재 생산성을 높일 수 있고, 폐섬유 원단을 가압융합할 때 발생하는 가스가 압착롤러들 사이로 배출되므로 가스발생에 따른 제품불량을 방지할 수 있다.

또한, 가압롤러와 드럼과 사이의 간극을 조절할 수 있어, 최종 융합 판재의 두께를 자유롭게 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치의 전체적인 구성을 도시한 측면도이고,
도 2는 도 1의 본 발명에 따른 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치의 평면도이고,
도 3은 제1드럼과 제1가압롤러 수단이 폐섬유 원단을 가열 및 가압하여 융합하는 과정을 보여주는 측면도이다.
도 4는 제2드럼과 제2가압롤러 수단이 폐섬유 원단을 가열 및 가압하여 융합하는 과정을 보여주는 측면도이다.
도 5는 제1드럼과 제1가압롤러 수단과의 배치관계를 보여주는 평면도이다.
도 6은 제2드럼과 제2가압롤러 수단과의 배치관계를 보여주는 평면도이다.
도 7은 가압롤러 수단의 구체적인 구성을 나타내는 측면도이다.
도 8은 폐섬유 융합 판재의 표면에 무늬 또는 형태를 형성하기 위한 성형롤러의 측면도이다.
도 9는 폐섬유 융합 판재를 절단하기 위한 절단커터의 평면도이다.

이하, 본 발명에 따른 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치는, 일정한 두께의 시트(sheet) 형태의 폐섬유 원단(P)을 롤(Roll) 형태로 권취해두고, 작업시 폐섬유 원단(P)을 연속적으로 풀어서 후속공정으로 공급하는 폐섬유 원단 공급롤(10)을 구비한다.

상기 폐섬유 원단(P)은 합성섬유로 이루어진 폐의류를 잘게 절단하여 타면기로 타면하여 웹(web) 형태로 만든 것이 사용된다. 이러한 폐섬유 원단(P)은 일정한 두께의 한 겹의 웹으로 될 수 있고, 도 1의 확대도에 도시된 바와 같이, 일정한 두께를 가진 폐섬유 원단을 여러 겹(Pa, Pb, Pc)으로 적층하여 구성될 수 있다.

본 발명의 장치는 폐섬유 원단(P)의 이송방향을 따라 순차적으로 배치된 제1드럼(20)과 제2드럼(40)을 포함한다. 상기 제1드럼(20)은 구동모터(M1)에 의해 중심축(21)을 중심으로 회전가능하게 중심축(21)의 양단이 프레임(1)에 지지된다. 그리고, 제2드럼(40)도 중심축(41)의 양단이 프레임(1)에 회전가능하게 지지되고, 상기 제1드럼(20)과 동일한 회전속도로 회전하도록 연결되어 있다.

상기 폐섬유 원단 공급롤(10)에서 공급되는 폐섬유 원단(P)은 먼저 제1드럼(20)의 외측벽(22)을 도 1의 반시계방향으로 휘감아서 외측벽에 밀착되고, 이어서 제2드럼(40)의 외측벽( 42 )을 도 1의 시계방향으로 휘감아서 외측벽( 42 )에 밀착하게 지지된다. 이에 따라 제1드럼(20)이 구동모터(M1)에 의해 중심축(21)을 중심으로 회전하고 이와 동시에 제2드럼(40)도 같은 속도로 회전하면서 폐섬유 원단(P)을 각 드럼(20,40)의 외측벽( 22,42 )에 밀착한 상태로 일정한 속도로 이송시킨다.

이와 같이, 제1드럼(20)과 제2드럼(40)은 구동모터(M1)의 구동과 기어(G2)들의 연결에 의해 회전하면서 상기 폐섬유 원단 공급롤(10)로부터 폐섬유(P)를 당겨서 이송시키지만, 이러한 드럼(20,40)의 회전과는 별도의 복수의 이송롤러쌍들의 회전에 의해 폐섬유 원단(P)의 이송을 보조할 수 있다.

그리고, 제1드럼(20)과 제2드럼(40)의 각 내부 공간에 드럼 가열수단이 설치되고, 각 드럼(20,40)의 외측 둘레를 따라 복수개의 가압롤러수단들이 배치된다. 따라서, 폐섬유 원단(P)은 상기 제1드럼(20)과 제2드럼(40)에 접촉하면서 이송되는 도중에 드럼(20,40)로부터 전열되는 열에 의해 가열되고 동시에 복수개의 가압롤러수단(30,50)에 의해 가압되어 폐섬유 원단의 섬유들이 융합된다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1드럼 가열수단은 제1드럼(20)의 내측 벽면에 근접하게 내측 벽면의 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치된 복수개의 제1드럼 가열히터(25)로 구성되고, 상기 제2드럼 가열수단은, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2드럼(40)의 내측 벽면에 근접하게 내측 벽면의 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치된 복수개의 제2드럼 가열히터(45)로 구성된다. 상기 드럼(20,40)들을 150 내지 250℃ 범위의 온도로 가열하는 것이 합성섬유로 이루어진 폐섬유 원단(P)을 융합시키는 데 바람직하다.

상기 가열히터(25,45)들은 전열히터로 구성되고, 회전하는 드럼(20, 40)과 함께 회전하는 도중에 외부 전원이 인가될 수 있도록 양단은 인접하는 프레임(1)상에 구비된 환형의 단자와 슬라이드 접촉하는 구조로 된다.

도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1드럼(20)의 외측벽(22) 둘레를 따라 복수개의 제1가압롤러 수단(30)들이 상호간의 일정한 간격을 두고 배치되어 있고, 제2드럼(40)의 외측벽(42) 둘레에는 제2가압롤러수단(50)들이 서로 일정한 간격을 두고 배치되어 있다. 이들 가압롤러 수단(30,50)들은 드럼(20,40)들의 열에 의해 가열되면서 외측벽(22,42)들과의 사이 간격(t)을 통과하는 폐섬유 원단(P)을 드럼(20,40)의 외측벽(22, 42 )을 향하여 가압하여 융합시킨다. 상기 제2드럼(40)을 통과한 폐섬유 원단(P)은 일정한 두께의 판재로 압착융합된다.

상기 제1가압롤러 수단(30)의 세부 구성은 도 1, 도 3과 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 제1가압롤러(32)와, 상기 제1드럼(20)의 외측벽(22)과 제1가압롤러(32)의 하단 사이의 간격(t)을 조절할 수 있도록 상기 제1가압롤러(32)를 제1드럼(20)의 외측벽(22)에 대하여 이동시키는 가압롤러 승강수단을 포함한다.

상기 가압롤러 승강수단은 프레임(1)에 대하여 고정설치된 지지블록(37)과, 상기 제1가압롤러(32)의 회전축(31)의 양단을 회전가능하게 지지하고, 상기 제1가압롤러(32)의 반경방향을 따라 상기 지지블록(37)에 슬라이드 이동가능하게 설치된 슬라이드블록(38)과, 손잡이(35)의 회전에 따라 회전하면서 상기 슬라이드블록(38)을 상기 지지블록(37)에서 상하방향으로 이동시키는 이송나사봉(34)으로 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 각 제1가압롤러(32)와 제1드럼(20)의 외측벽(22)과의 사이의 간격(t)은 폐섬유 원단(P1)의 이동방향(제1드럼의 회전방향)을 따라 점차 감소하도록 제1가압롤러(32)들이 배치된다. 이에 따라, 폐섬유 원단(P)은 제1드럼(20)을 통과하는 동안에 제1드럼(20)에 의해 가열되고 이와 동시에 제1가압롤러(32)들에 의해 최대 두께(t1)에서 't2'두께를 거쳐 최소 두께(tn)로 가압되어 융착된다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2가압롤러 수단(50)들은 제1가압롤러 수단(30)과 동일한 구성을 가진다. 즉, 제2가압롤러 수단(50)은 제2가압롤러(52)와, 상기 제2드럼(40)의 외측벽(42)과 제2가압롤러(52)의 하단 사이의 간격(t)을 조절할 수 있도록 상기 제2가압롤러(52)를 제2드럼(40)의 외측벽(42)에 대하여 이동시키는 가압롤러 승강수단을 포함한다.

상기 가압롤러 승강수단은 도 7에 도시된 바와 같이, 프레임(1)에 대하여 고정설치된 지지블록(57)과, 상기 제2가압롤러(52)의 회전축(51)의 양단을 회전가능하게 지지하고, 상기 제2가압롤러(52)의 반경방향을 따라 상기 지지블록(57)에 슬라이드 이동가능하게 설치된 슬라이드블록(58)과, 손잡이(55)의 회전에 따라 회전하면서 상기 슬라이드블록(58)을 상기 지지블록(57)에서 상하방향으로 이동시키는 이송나사봉(54)으로 이루어진다.

이에 따라, 제1드럼(20)을 거치면서 1차로 가압 융합된 폐섬유 원단(P)은 제2드럼(40)을 통과하는 동안에 제2드럼(40)에 의해 2차로 가열되고 이와 동시에 제2가압롤러(52)들에 의해 최대 두께(t1)에서 't2'두께를 거쳐 최소 두께(tn)로 가압되어 융착된다.

한편, 상기 가압롤러(32,52)들이, 드럼(20,40)에 의해 가열된 폐섬유 원단(P)을 가압할 때, 폐섬유 원단(P)이 가압롤러(32,52)에 융착하지 않도록 상기 각 가압롤러(32,52)를 냉각시키는 가압롤러 냉각수단을 구비한다. 상기 가압롤러 냉각 수단에 의해 가압롤러들을 80 내지 120℃로 냉각하는 것이 좋다.

이 가압롤러 냉각수단은 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가압롤러(32,52)들이 튜브형으로 이루어져 내부에 냉각수가 채워지거나 하나의 가압롤러(32,52)의 냉각수를 인접한 다른 가압롤러(32,52) 내부로 순환시키기 위하여 연결관(34,54)들이 서로 인접한 2개의 가압롤러(32,52)들의 내부공간을 서로 연통시킨다.

그리고, 제2드럼(40)을 통과하여 일정한 두께로 압착 융합된 판재(P)는 제2드럼(40)의 하류측에 배치된 하나 이상의 사이징 롤러(80)를 거치면서 일정한 두께의 판재로 고정되고, 그리고나서 절단기구(70)에 의해 일정한 길이의 판재로 절단된다.

상기 절단 기구(70)는 도 9에 도시된 바와 같이, 커터(72), 이 커터(72)를 폐섬유 원단에 의해 성형된 판재(P)쪽으로 하강시켜 일정한 길이의 판재(Po)로 절단하는 액츄에이터(75)를 포함한다. 설명하지 않은 도면부호 72는 연결구이다.

한편, 제2드럼(40)을 통과하면서 일정한 두께로 압착융합된 판재의 표면에 무늬를 형성하는 등 성형롤러(60)을 배치할 수도 있다.

1: 프레임
10: 폐섬유 원단 공급롤
P: 폐섬유 원단
20: 제1드럼
30: 제1가압롤러 수단
40: 제2드럼
50: 제2가압롤러 수단
60: 성형롤러

Claims

폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치에 있어서,
웹 형태의 폐섬유 원단(P)을 외주에 감아 둔 상태에서 그 폐섬유 원단(P)을 연속적으로 풀어서 공급하는 폐섬유 원단 공급롤(10);
구동모터(M1)에 의해 중심축을 중심으로 회전가능하게 설치되고, 상기 폐섬유 원단 공급롤(10)에서 공급되는 폐섬유 원단(P)을 외측벽에 밀착한 상태로 통과시키는 복수의 드럼(20,40);
상기 각 드럼(20,40)을 가열하는 드럼 가열수단(25,45);
상기 드럼(20,40)의 외측 원주면의 둘레를 따라 복수개가 배치되고, 각각은 하단면과 드럼(20,40)의 외측벽(22,42)과의 사이에 간격(t)을 두고 배치되며, 상기 간격(t)은 폐섬유 원단(P)의 이동방향을 따라 점차 감소하여, 폐섬유 원단(P)이 드럼(20,40)을 통과하는 동안에 폐섬유 원단(P)을 압착융합시켜 일정한 두께의 판재로 성형하는 가압롤러수단(30,50);
상기 가압롤러수단(30,50)이, 드럼(20,40)과의 접촉에 의해 가열된 폐섬유 원단(P)을 가압할 때, 폐섬유 원단(P)이 가압롤러쪽으로 융착하지 않도록 상기 가압롤러를 냉각시키는 가압롤러 냉각수단;
상기 드럼(20,40)을 통과하면서 압착된 판재를 일정한 두께로 사이징하는 사이징 롤러(80); 및
상기 사이징 롤러(80)를 통과하여 일정한 두께로 사이징된 판재를 일정한 길이만큼씩 절단하는 절단기구(70);를 포함하고,
상기 가압롤러 수단(30,50)은 가압롤러(32,52)와, 상기 드럼(20,40)의 외측벽(22,42)과 상기 가압롤러(32,52) 사이의 간격(t)을 조절할 수 있도록 상기 가압롤러(32,52)를 드럼(20,40)의 외측벽(22,42)에 대하여 이동시키는 가압롤러 승강수단으로 이루어지고,
상기 가압롤러 승강수단은 프레임(1)에 고정설치된 지지블록(37,57)과, 상기 가압롤러(32,52)의 회전축(31,51)의 양단을 회전가능하게 지지하고, 상기 지지블록(37,57)의 길이방향을 따라 이동가능하게 구비된 슬라이드블록(38,58)과, 손잡이(35,55)의 회전에 따라 회전하면서 상기 슬라이드블록(38,58)을 상기 지지블록(37,57)에 대하여 슬라이드 이동시키는 이송나사봉(34,54)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 드럼(20,40)은, 폐섬유 원단(P)의 이송방향을 따라 연속적으로 배치된 상류측의 제1드럼(20)과, 하류측의 제2드럼(40)으로 이루어지고,
상기 드럼 가열 수단(25,45)은 제1드럼(20)의 내벽을 따라 일정한 간격을 두고 복수개가 구비되어 상기 제1드럼(20)의 측벽을 가열하는 제1드럼 가열수단(25)과, 제2드럼(40)의 내부에 구비되어 내벽을 따라 일정한 간격을 두고 복수개가 구비되어 상기 제2드럼(40)의 측벽을 가열하는 제2드럼 가열수단(45)으로 이루어지고,
상기 가압롤러(32,52)는 상기 제1드럼(20)의 외주 둘레를 따라 복수개가 배치된 제1가압롤러(32)와, 상기 제2드럼(40)의 외주 둘레를 따라 복수개가 배치된 제2가압롤러(52)로 이루어진 것을 특징으로 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치.
삭제
제2항에 있어서,
상기 제1가압롤러(32)와 제2가압롤러(52)는 중공형 롤러로 이루어지고, 상기 가압롤러 냉각수단은 상기 중공형의 제1가압롤러(32)와 제2가압롤러(52)의 내부 공간안으로 채워진 냉각 유체인 것을 특징으로 하는 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 폐섬유 원단(P)은 여러 겹의 폐섬유 원단층(Pa,Pb,Pc)들이 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐섬유 융합에 의한 판재 제조장치.