KR102363362B1 - 재활용 부직포 제조 시스템 및 방법 - Google Patents
재활용 부직포 제조 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 의하면, 용수 내에서 폐부직포 조각들에 물리적 충격을 가하여 상기 폐부직포 조각들을 분산시키는 제1 분산장치; 상기 제1 분산장치로부터 배출되는 제1 폐부직포 혼합액 내에서 상기 폐부직포 조각들을 교반기를 이용하여 분산시키는 제2 분산장치; 상기 제2 분산장치로부터 배출되는 제2 폐부직포 혼합액에 정착제가 첨가되어서 형성된 혼합 원료액으로 부직포 웹을 제조하는 웹 제조장치; 상기 웹 제조장치로부터 물을 배출하는 배수부; 및 상기 웹 제조장치로부터 기체를 배출하는 배기부를 포함하며, 상기 웹 제조장치는 내부 공간을 제공하는 하우징과, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 상부 공간에 존재하는 물과 상기 폐부직포 조각들 중 물을 선택적으로 상기 하부 공간으로 통과시키는 거름망을 구비하며, 상기 배수부는 상기 하부 공간의 물을 배출하며, 상기 배기부는 상기 하부 공간의 기체를 배출하는, 재활용 부직포 제조 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 부직포 제조 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재활용 부직포를 제조하는 기술에 관한 것이다.
폐부직포를 이용하여 재활용 부직포를 제조하는 기술과 관련된 선행특허문헌으로서, 등록특허 제10-0974173호에는 타면과 해면에 의해 전처리된 폐부직포를 에어레이드를 이용하여 일정한 두께와 일정한 양으로 살포하며, 이때 별도의 이송 컨베이어에 의해 저융점 섬유와 표면층을 형성하는 단섬유가 카딩기에 의해 적층되면 니들펀칭장치를 이용하여 니들펀칭하여 고온의 온도를 갖는 가압수단으로 압력을 가하여 압착하여 재활용 부직포를 제조하는 공정이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 폐부직포를 이용하여 재활용 부직포를 제조하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 용수 내에서 폐부직포 조각들에 물리적 충격을 가하여 상기 폐부직포 조각들을 분산시키는 제1 분산장치; 상기 제1 분산장치로부터 배출되는 제1 폐부직포 혼합액 내에서 상기 폐부직포 조각들을 교반기를 이용하여 분산시키는 제2 분산장치; 상기 제2 분산장치로부터 배출되는 제2 폐부직포 혼합액에 정착제가 첨가되어서 형성된 혼합 원료액으로 부직포 웹을 제조하는 웹 제조장치; 상기 웹 제조장치로부터 물을 배출하는 배수부; 및 상기 웹 제조장치로부터 기체를 배출하는 배기부를 포함하며, 상기 웹 제조장치는 내부 공간을 제공하는 하우징과, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 상부 공간에 존재하는 물과 상기 폐부직포 조각들 중 물을 선택적으로 상기 하부 공간으로 통과시키는 거름망을 구비하며, 상기 배수부는 상기 하부 공간의 물을 배출하며, 상기 배기부는 상기 하부 공간의 기체를 배출하는, 재활용 부직포 제조 시스템이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 용수 내에서 폐부직포 조각들에 물리적 충격을 가하여 상기 폐부직포 조각들을 분산시켜서 제1 폐부직포 혼합액을 준비하는 예비 분산 단계; 상기 제1 폐부직포 혼합액 내에서 상기 폐부직포 조각들을 교반기를 이용하여 분산시켜서 제2 폐부직포 혼합액을 준비하는 본 분산 단계; 상기 제2 폐부직포 혼합액에 정착제를 첨가하여 혼합 원료액을 준비하는 정착제 첨가 단계; 내부 공간을 제공하는 하우징과, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 상부 공간에 존재하는 물과 상기 폐부직포 조각들 중 물을 선택적으로 상기 하부 공간으로 통과시키는 거름망을 구비하는 웹 제조장치의 상기 상부 공간으로 상기 혼합 원료액을 투입하는 원료 투입 단계; 상기 하부 공간으로부터 물을 배수하여 상기 거름망 위에 재활용 부직포 적층물을 형성시키는 배수 단계; 및 상기 하부 공간에 진공이 형성되도록 상기 하부 공간의 기체를 배출하여 상기 재활용 부직포 적층물을 탈수시키는 진공 탈수 단계를 포함하는, 재활용 부직포 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로, 예비 분산 단계를 통해 용수 내에서 폐부직포 조각들에 물리적 충격을 가하여 상기 폐부직포 조각들을 분산시켜서 제1 폐부직포 혼합액을 준비하고, 본 분산 단계를 통해 상기 제1 폐부직포 혼합액 내에서 상기 폐부직포 조각들을 교반기를 이용하여 분산시켜서 제2 폐부직포 혼합액을 준비하고, 상기 제2 폐부직포 혼합액에 정착제를 첨가하여 형성된 혼합 원료액을 웹 제조장치로 투입하여 배수 및 진공 탈수 과정을 통해 부직포 웹이 제조되므로, 종래의 기술에 비해 단순한 공정으로 재활용 부직포를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 부직포 제조 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 재활용 부직포 제조 시스템의 웹 제조장치에 대한 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 재활용 부직포 제조 시스템을 활용한 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 부직포 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 재활용 부직포 제조 방법에서 급수 단계가 수행된 후의 웹 제조장치의 상태를 도시한 것이다.
도 5는 도 3에 도시된 재활용 부직포 제조 방법에서 원료 투입 단계가 수행된 후의 웹 제조장치의 상태를 도시한 것이다.
도 6은 도 3에 도시된 재활용 부직포 제조 방법에서 배수 단계가 수행된 후의 웹 제조장치의 상태를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 재활용 부직포 제조 시스템의 웹 제조장치에 대한 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 재활용 부직포 제조 시스템을 활용한 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 부직포 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 재활용 부직포 제조 방법에서 급수 단계가 수행된 후의 웹 제조장치의 상태를 도시한 것이다.
도 5는 도 3에 도시된 재활용 부직포 제조 방법에서 원료 투입 단계가 수행된 후의 웹 제조장치의 상태를 도시한 것이다.
도 6은 도 3에 도시된 재활용 부직포 제조 방법에서 배수 단계가 수행된 후의 웹 제조장치의 상태를 도시한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 부직포 제조 시스템의 개략적인 구성이 모식도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 부직포 제조 시스템(100)은 폐부직포를 이용하여 습식으로 부직포를 제조하는 시스템으로서, 폐부직포 조각들에 물리적 충격을 가하여 용수 내에서 폐부직포 조각들을 분산시키는 제1 분산장치(110)와, 제1 분산장치(110)로부터 배출되는 제1 폐부직포 혼합액에서 폐부직포 조각들을 추가로 분산시키는 제2 분산장치(120)와, 제2 분산장치(120)로부터 배출되는 제2 폐부직포 혼합액에 정착제를 첨가하는 정착제 첨가부(130)와, 제2 분산 폐부직포 혼합액에 정착제가 첨가되어서 형성된 혼합 원료액를 이용하여 부직포 웹을 제조하는 웹 제조장치(140)와, 웹 제조장치(140)로부터 용수를 배수하는 배수부(150)와, 웹 제조장치(140)로부터 기체를 배기하는 배기부(160)와, 부직포를 습식으로 제조하기 위해 필요한 용수를 공급하는 용수 공급부(170)를 포함한다.
제1 분산장치(110)는 폐부직포 조각들에 물리적 충격을 가하여 용수 내에서 폐부직포 조각들을 분산시킨다. 본 실시예에서 제1 분산장치(110)에서 수행되는 분산을 예비 분산이라 한다. 제1 분산장치(110)의 내부에는 예비 분산이 수행되는 제1 분산 공간(111)이 형성된다. 제1 분산 공간(111)에 용수와 폐부직포 조각들이 수용된다. 제1 분산장치(110)는 제1 분산 공간(111)에서 폐부직포 조각들에 물리적 충격을 가하는 타격 수단(115)을 구비한다. 본 실시예에서 타격 수단(115)은 제1 분산 공간(111)의 하부에 위치하는 회전 블레이드인 것으로 설명한다. 즉, 제1 분산 공간(111)에 용수와 폐부직포 조각들이 수용된 상태에서 제1 분산 공간(111)에서 회전 블레이드(115)가 회전하여 폐부직포 조각들에 충격을 가함으로써 엉켜서 뭉쳐진 폐부직포 조각들이 용수 내에서 풀려서 분산된다. 제1 분산 공간(111)으로 공급되는 폐부직포 조각들은 부직포 제품 제조 과정에서 발생하는 부직포 스크랩(scrap) 또는 부직포 폐기물을 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 얻은 것으로서, 성상이 동일한 것이 바람직하다. 제1 분산장치(110)는 용수 공급부(170)로부터 용수를 공급받는다. 제1 분산장치(110)로부터 배출되는 제1 폐부직포 혼합액은 제1 이송 라인(117)을 통해 제2 분산장치(120)로 이송된다. 도시되지는 않았으나, 제1 분산장치(110)로부터 배출되는 제1 폐부직포 혼합액은 제1 분산장치(110)로 재공급되어서 제1 분산장치(110)에 의한 분산이 반복될 수 있다.
제2 분산장치(120)는 제1 분산장치(110)로부터 배출되는 제1 폐부직포 혼합액에서 폐부직포 조각들을 추가로 분산시킨다. 본 실시예에서 제2 분산장치(120)에서 수행되는 분산을 본 분산이라 한다. 제2 분산장치(120)의 내부에는 본 분산이 수행되는 제2 분산 공간(121)이 형성된다. 제2 분산 공간(121)으로 제1 분산장치(110)로부터 제1 이송 라인(117)을 통해 이송된 제1 폐부직포 혼합액이 유입된다. 제2 분산장치(120)는 본 분산을 위한 교반기(125)를 구비한다. 또한, 본 분산을 위하여 제2 분산 공간(121)에 수용된 폐부직포 혼합액으로 분산제가 투입된다. 즉, 제2 분산장치(120)는 교반기(125)와 분산제를 이용하여 제2 분산 공간(121)에 수용된 폐부직포 혼합액에 대한 본 분산을 수행한다. 제2 분산장치(120)는 용수 공급부(170)로부터 필요에 따라 용수를 공급받는다. 제2 분산장치(120)로부터 배출되는 제2 폐부직포 혼합액은 제2 이송 라인(127)을 통해 웹 제조장치(140)로 이송된다. 제2 분산장치(120)로부터 배출되는 제2 폐부직포 혼합액은 필요에 따라 피드백 라인(128)를 통해 제2 분산장치(120)로 재공급되어서 제2 분산장치(120)에 의한 분산이 반복될 수 있다. 이를 위하여, 제2 이송 라인(127)과 피드백 라인(128)이 연결되는 지점에는 삼방 밸브와 같은 혼합액 흐름 제어 밸브(129)가 설치된다.
정착제 첨가부(130)는 제2 이송 라인(127)으로 정착제를 공급하여 제2 이송 라인(127)을 유동하는 제2 폐부직포 혼합액에 정착제를 첨가한다. 제2 이송 라인(127)을 유동하는 제2 폐부직포 혼합액에 첨가되는 정착제에 의해 제2 폐부직포 혼합액에 포함된 폐부직포 조각들이 구조적으로 응집되어서 서로 고정될 수 있다. 정착제로는 초산비닐수지(polyvinyl acetate resin), 티오황산나트륜(sodium thiosulfate)와 같이 통상적으로 사용되는 것일 수 있다. 정착제 첨가부(130)는 정착제가 저장되는 정착제 저장조(131)와, 정착제 저장조(131)와 제2 이송 라인(127)을 연결하고 정착제 저장조(131)에 저장된 정착제를 제2 이송 라인(127)으로 공급하는 정착제 공급관(135)을 구비한다. 도시되지는 않았으나, 정착제 첨가부(130)는 정착제 저장조(131)에 저장된 정착제를 정착제 공급관(135)을 통해 제2 이송 라인(127)으로 공급하기 위한 펌프와 정착제 공급관(135)을 개폐하는 개폐 밸브를 더 구비한다. 본 실시예에서 제2 이송 라인(127)을 유동하는 제2 폐부직포 혼합액에 정착제가 첨가된 것을 혼합 원료액이라 한다.
웹 제조장치(140)는 제2 폐부직포 혼합액에 정착제가 첨가되어서 형성된 혼합 원료액를 이용하여 부직포 웹을 제조한다. 도 2에는 웹 제조장치(140)의 구성이 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 웹 제조장치(140)는 하우징(141)과, 하우징(141)의 내부에 설치되는 거름망(145)과, 하우징(141)에 설치되는 복수개의 기체 분사 분산기(147)들과, 하우징(141)에 설치되는 복수개의 초음파 분산기(149)들을 구비한다.
하우징(141)은 바닥(142)과, 천장(143)과, 바닥(142)과 천장(143)을 연결하는 측벽(144)을 구비한다.
바닥(142)에는 배수를 위한 배수구(1421)와 진공 형성을 위해 공기가 배출되는 배기구(1423)이 형성된다. 배수구(1421)에는 배수되는 용수가 유동하는 배수관(153)이 연결된다. 배기구(1423)에는 배기되는 기체가 유동하는 배기관(161)이 연결된다. 배기구(1423)에는 배기구(1423)을 개폐하기 위한 배기구 개폐 밸브(1425)가 설치된다. 배기구 개폐 밸브(1425)는 배기구(1423)를 통한 배수를 방지하기 위한 것으로서, 배기 작동시에만 배기구(1423)가 열리도록 작동하는데, 배기구(1423)의 외부에 설정된 부압이 걸렸을 때 배기구(1423)를 개방시키는 릴리프 밸브가 사용될 수 있다.
천장(143)에는 혼합 원료를 하우징(141)의 내부로 공급하는 원료 공급구(1431)와, 용수를 하우징(141)의 내부로 공급하는 용수 공급구(1433)가 형성된다. 제2 이송 라인(127)을 통해 이송되는 혼합 원료가 원료 공급구(1432)를 통해 하우징(141)의 내부로 공급된다. 용수 공급구(1433)를 통해 용수 공급부(170)로부터 공급되는 용수가 하우징(141)의 내부로 유입된다.
측벽(144)은 상하로 분리가능하게 결합되는 상부 측벽(1441)과, 바닥(142)과 일체로 형성되는 하부 측벽(1442)을 구비한다. 본 실시예에서는 상부 측벽(1441)이 천장(143)과 일체로 형성되어서 상부 하우징(146)을 이루며, 하부 측벽(1442)이 바닥(142)과 일체로 형성되어서 하부 하우징(148)을 이루는 것으로 설명한다. 상부 측벽(1441)과 하부 측벽(1442)의 사이에 거름망(145)이 설치된다. 하우징(141)의 내부 공간은 거름망(145)에 의해 상부 공간(1411)과 하부 공간(1412)으로 분리된다. 즉, 상부 하우징(146)의 내부 공간이 상부 공간(1411)이 되고, 하부 하우징(148)의 내부 공간이 하부 공간(1412)이 되는 것이다. 본 실시예에서는 배기구(1423)가 바닥(142)에 형성되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 하부 공간(1412)과 연통되도록 하부 측벽(1442)에 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 용수 공급구(1433)가 천장(143)에 형성되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 상부 공간(1411)과 연통되도록 상부 측벽(1441)에 형설될 수도 있다.
거름망(145)은 하우징(141)의 내부에 수평으로 배치되도록 설치된다. 구체적으로, 거름망(145)은 상부 측벽(1431)과 하부 측벽(1432)의 사이에 분리가능하게 결합된다. 거름망(145)은 상부 공간(1411)의 혼합 원료액에서 폐부직포 조각들을 제외한 나머지 성분인 물을 하부 공간(1412)으로 통과시킨다. 거름망(145)에 의해 물은 아래로 빠지고 위에 폐부직포 조각들이 쌓여서 형성된 재활용 부직포 적층물이 남게 된다. 도시되지는 않았으나, 거름망(145)은 지지 구조물에 의해 구조적으로 지지될 수 있다.
복수개의 기체 분사 분산기(147)들은 상부 측벽(1431)에 설치되어서, 상부 공간(1411)으로 기체를 분사한다. 복수개의 기체 분사 분산기(147)에 의해 상부 공간(1411)으로 분사되는 기체에 의해 상부 공간(1411)의 혼합 원료액의 분산 상태가 지속적으로 유지될 수 있다. 복수개의 기체 분사 분산기(147)들은 상부 공간(1411)의 둘레 방향 및 높이 방향을 따라서 배치될 수 있다. 본 실시예에서 복수개의 기체 분사 분산기(147)는 배기부(160)로부터 공급되는 기체를 분사하는 것으로 설명한다.
복수개의 초음파 분산기(149)들은 상부 측벽(1431)에 설치되어서, 상부 공간(1411)으로 초음파를 발생시켜서 방사한다. 복수개의 초음파 분산기(149)에 의해 상부 공간(1411)으로 방사되는 초음파에 의해 상부 공간(1411)의 혼합 원료액의 분산 상태가 지속적으로 유지될 수 있다. 복수개의 초음파 분산기(149)들은 상부 공간(1411)의 둘레 방향 및 높이 방향을 따라서 배치될 수 있다.
배수부(150)는 웹 제조장치(140)로부터 용수를 배수한다. 배수부(150)는 웹 제조장치(140)로부터 연장되는 배수관(153)과, 배수관(153)을 통해 웹 제조장치(140)로부터 용수가 배수되도록 배수압을 형성하는 배수 펌프(155)를 구비한다.
배수관(153)은 웹 제조장치(140)의 배수구(1421)로부터 웹 제조장치(140)의 외부로 연장되도록 형성된다. 배수관(153)을 통해 웹 제조장치(140)로부터 배수되는 용수가 유동한다. 배수관(153)을 통해 배수된 용수는 용수 공급부(170)에 의해 재활용된다. 배수관(153)은 배수구(1421)와 인접하여 위치하는 U자관부(154)를 구비한다. U자관부(154)에 잔존하는 물에 의해 웹 제조장치(140)의 내부에서 하부 공간(1412)의 밀폐 성능이 향상된다. U자관부(154)는 배수 펌프(155)보다 상류측에 위치한다.
배수 펌프(155)는 배수관(153) 상에 설치되어서 배수관(153)을 통해 웹 제조장치(140)로부터 용수가 배수되도록 배수압을 형성한다. 배수 펌프(155)는 배수관(153)의 U자관부(154)보다 하류에 위치한다.
배기부(160)는 웹 제조장치(140)의 하부 공간(1412)에 진공이 형성되도록 하부 공간(1412)의 공기를 외부로 배출시킨다. 배기부(160)는 웹 제조장치(140)로부터 연장되는 배기관(161)과, 배기관(161)을 통해 웹 제조장치(140)로부터 기체가 배기되도록 배기압을 형성하는 배기 펌프(163)를 구비한다.
배기관(161)은 웹 제조장치(140)의 배기구 개폐 밸브(1425)가 설치된 배기구(1423)로부터 웹 제조장치(140)의 외부로 연장되도록 형성된다. 배기관(161)을 통해 웹 제조장치(140)로부터 배기되는 기체가 유동한다. 배기관(161)을 통해 웹 제조장치(140)의 하부 공간(1412)으로부터 기체가 배출되어서 하부 공간(1412)에 진공이 형성된다.
배기 펌프(163)는 배기관(161) 상에 설치되어서 배기관(161)을 통해 웹 제조장치(140)의 하부 공간(1412)으로부터 기체가 배출되도록 배기압을 형성한다.
배기부(160)는 복수개의 기체 분사 분산기(147)들로 기체를 공급하기 위한 구조로서, 배기관(161)에 연결되는 기체 공급관(164)과, 배기관(161)과 복수개의 기체 분사 분산기(147)들을 연결하는 연결관(165)을 더 구비한다.
기체 공급관(164)은 배기관(161)에서 배기 펌프(163)보다 상류의 지점에 연결된다. 기체 공급관(164)을 통해 외부의 공기가 배기관(161)으로 유입될 수 있다. 기체 공급관(164)과 배기관(161)이 연결되는 지점에는 삼방 밸브와 같은 제1 기체 흐름 제어 밸브(166)가 설치된다. 제1 기체 흐름 제어 밸브(166)의 상태에 따라서, 배기관(161)에서 제1 기체 흐름 제어 밸브(166)와 배기 펌프(163)의 사이 구간은, 배기관(161)에서 흐름 제어 밸브(166)의 상류 구간과 기체 공급관(164) 중 어느 하나와 선택적으로 연통될 수 있다.
연결관(165)는 배기관(161)과 복수개의 기체 분사 분산기(147)들을 연결한다. 연결관(165)을 통해 배기관(161)을 유동하는 기체가 복수개의 기체 분산 분산기(147)들 각각으로 공급된다. 연결관(165)과 배기관(161)이 연결되는 지점에는 삼방 밸브와 같은 제2 기체 흐름 제어 밸브(167)가 설치된다. 제2 기체 흐름 제어 밸브(167)의 상태에 따라서, 배기관(161)에서 배기 펌프(163)와 제2 기체 흐름 제어 밸브(167)의 사이 구간은, 배기관(161)에서 제2 기체 흐름 제어 밸브(167)의 하류 구간과 연결관(166) 중 어느 하나와 선택적으로 연통될 수 있다.
제1 기체 흐름 제어 밸브(166)에 의해 제1 기체 흐름 제어 밸브(166)와 배기 펌프(163)의 사이 구간이 배기관(161)에서 흐름 제어 밸브(166)의 상류 구간과 연통되고, 제2 기체 흐름 제어 밸브(167)에 의해 배기관(161)에서 배기 펌프(163)와 제2 기체 흐름 제어 밸브(167)의 사이 구간이 배기관(161)에서 제2 기체 흐름 제어 밸브(167)의 하류 구간과 연통된 상태에서, 배기 펌프(163)가 작동하면 웹 제조장치(140)의 하부 공간(1412)의 기체가 배기관(161)을 통해 배기되어서 하부 공간(1412)에 진공이 형성된다. 제1 기체 흐름 제어 밸브(166)에 의해 제1 기체 흐름 제어 밸브(166)와 배기 펌프(163)의 사이 구간이 기체 공급관(164)과 연통되고, 제2 기체 흐름 제어 밸브(167)에 의해 배기관(161)에서 배기 펌프(163)와 제2 기체 흐름 제어 밸브(167)의 사이 구간이 연결관(165)과 연통된 상태에서, 배기 펌프(163)가 작동하면 기체 공급관(164)을 통해 유입된 외부 공기가 연결관(165)을 통해 복수개의 기체 분사 분산기(147)들 각각으로 공급된다.
용수 공급부(170)는 부직포를 습식으로 제조하기 위해 필요한 용수를 제1 분산장치(110), 제2 분산장치(120) 및 웹 제조장치(140)로 공급한다. 용수 공급부(170)는 시수를 용수로 공급하는 시수 공급부(180)와, 웹 제조장치(140)로부터 배수부(150)에 의해 배수되는 폐수를 용수로 재활용하여 공급하는 용수 재활용부(190)를 구비한다.
시수 공급부(180)는 시수가 저장되는 시수 탱크(181)와, 시수 탱크(181)에 저장된 시수를 제1 분산장치(110), 제2 분산장치(120) 및 웹 제조장치(140)로 공급하는 시수 공급 라인(185)을 구비한다.
용수 재활용부(190)는 웹 제조장치(140)로부터 배수부(150)에 의해 배수되는 폐수를 재활용하기 위해 처리하는 폐수 처리부(191)와, 폐수 처리부(191)에 의해 처리되어서 재활용이 가능한 상태가 된 물을 제1 분산장치(110), 제2 분산장치(120) 및 웹 제조장치(140)로 공급하는 재활용수 공급 라인(195)을 구비한다.
도 3에는 도 1에 도시된 재활용 부직포 제조 시스템(100)을 활용한 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 부직포 제조 방법이 순서도로서 도시되어 있다. 도 3에 도시된 재활용 부직포 제조 방법에 대한 설명은 도 1에 도시된 재활용 부직포 제조 시스템(100)의 작용에 대한 설명을 포함한다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 부직포 제조 방법은, 용수 내에서 폐부직포 조각들을 분산시키는 예비 분산 단계(S10)와, 예비 분산 단계(S10)를 통해 준비된 제1 폐부직포 혼합액에서 폐부직포 조각들을 추가로 분산시키는 본 분산 단계(S20)와, 본 분산 단계(S20)를 통해 준비된 제2 폐부직포 혼합액에 정착제를 첨가하여 혼합 원료액을 준비하는 정착제 첨가 단계(S30)와, 웹 제조장치(140)에 용수를 공급하여 물을 채우는 급수 단계(S40)와, 혼합 원료액을 물이 채워진 웹 제조장치(140)에 투입하는 원료 투입 단계(S50)와, 웹 제조장치(140)에서 물이 배수되어서 거름망(145) 위에 재활용 부직포 적층물이 형성되는 배수 단계(S60)와, 원료 투입 단계(S50)와 배수 단계(S60)가 수행되는 동안 웹 제조장치(140)에 투입된 혼합 원료액에 포함된 폐부직포 조각들을 분산시키는 추가 분산 단계(S70)와, 배수 단계(S60)가 수행된 후 웹 제조장치(140)의 내부에 진공을 형성하여 재활용 부직포 적층물을 탈수 시키는 진공 탈수 단계(S80)를 포함한다.
예비 분산 단계(S10)에서는 용수 내에서 엉켜서 뭉쳐진 상태의 폐부직포 조각들이 물리적 충격에 의해 분산된다. 예비 분산 단계는 제1 분산장치(110)에 의해 수행된다. 제1 분산장치(110)는 용수 내에서 폐부직포 조각들을 회전 블레이드(115)로 타격하여 충격을 가함으로써, 용수 내에서 엉켜서 뭉쳐진 상태의 폐부직포 조각들을 분산시킨다. 예비 분산 단계(S10)가 충분히 수행되어서 제1 폐부직포 혼합액이 준비된다.
본 분산 단계(S20)에서는 예비 분산 단계(S10)를 통해 준비된 제1 폐부직포 혼합액에서 폐부직포 조각들이 추가로 분산된다. 본 분산 단계(S20)는 제2 분산장치(120)에 의해 수행된다. 제2 분산장치(120)는 제1 폐부직포 혼합액에 분산제를 투입하고 교반기(125)를 작동시켜서 제1 폐부직포 혼합액에 대한 본 분산을 수행한다. 본 분산 단계(S20)가 충분히 수행되어서 제2 폐부직포 혼합액이 준비된다.
정착제 첨가 단계(S30)에서는 본 분산 단계(S20)를 통해 준비된 제2 폐부직포 혼합액에 정착제가 첨가되어서 혼합 원료액이 준비된다. 정착제 첨가 단계(S30)는 제2 폐부직포 혼합액이 제2 이송 라인(127)을 통해 제2 분산 장치(120)로부터 웹 제조장치(140)로 유동하는 과정에서 정착제 첨가부(130)가 작동하여 수행된다. 정착제 첨가부(130)는 제2 이송 라인(127)으로 정착제를 공급하여 제2 이송 라인(127)을 통해 유동하는 제2 폐부직포 혼합액에 정착제를 첨가한다. 정착제에 의해 제2 폐부직포 혼합액에 포함된 폐부직포 조각들은 구조적으로 응집되어서 서로 결합될 수 있다. 정착제로는 초산비닐수지(polyvinyl acetate resin), 티오황산나트륜(sodium thiosulfate)와 같이 통상적으로 사용되는 것일 수 있다.
급수 단계(S40)에서는 웹 제조장치(140)에 용수가 공급되어서 도 4에 도시된 바와 같이 웹 제조장치(140)의 내부에 거름망(145)보다 높게 물(W)이 채워진 상태가 된다. 급수 단계(S40)가 수행된 후에는 원료 투입 단계(S50)가 수행된다.
원료 투입 단계(S50)에서는 정착제 첨가 단계(S30)를 통해 준비된 혼합 원료액이 도 5에 도시된 바와 같이 웹 제조장치(140)에 물이 채워진 상태에서 웹 제조장치(140)로 투입된다. 도 5에는 원료 투입 단계(S50)를 통해 혼합 원료액(A)이 웹 제조장치(140)에 투입된 상태가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 웹 제조장치(140)의 상부 공간(1411)에 혼합 원료액(A)이 급수 단계(S40)를 통해 공급되어서 채워진 물(W)과 함께 존재한다.
배수 단계(S60)에서는 도 5에 도시된 바와 같은 웹 제조장치(140)의 상태에서 물이 배수구(1421)를 통해 중력에 의해 배수된다. 배수 단계(S60)는 배수관(153)에 설치된 개폐밸브(미도시)의 작동에 의해 수행될 수 있다. 배수 단계(S50)를 통해 웹 제조장치(140)의 물이 완전히 중력 배수된 후 웹 제조장치(140)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 거름망(145) 위에 폐부직포 조각들이 쌓여서 형성된 재활용 부직포 적층물(B)이 남게 된다. 배수 단계(S60)가 완료된 후에도 배수관(153)의 U자관부(154)에는 물이 잔존하게 된다.
추가 분산 단계(S70)에서는 웹 제조장치(140)에 투입된 혼합 원료액에 포함된 폐부직포 조각들에 대한 분산이 수행된다. 추가 분산 단계(S70)는 원료 투입 단계(S50)와 배수 단계(S60)가 수행되는 동안 함께 수행되며, 복수개의 기체 분사 분산기(147)들과 복수개의 초음파 분산기(149)들이 작동함으로써 수행된다. 추가 분산 단계(S70)가 수행됨으로써, 원료 투입 단계(S50)와 배수 단계(S60)가 수행되는 동안 웹 제조장치(140)에 투입된 혼합 원료액에 포함된 폐부직포 조각들의 분산 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
진공 탈수 단계(S80)에서는 배수 단계(S60)가 수행된 후 웹 제조장치(140)의 내부에 진공을 형성하여 재활용 부직포 적층물(B)을 탈수 시킨다. 진공 탈수 단계(S80)는 배기 펌프(163)가 작동함으로써 수행된다. 웹 제조장치(140)의 하부 공간(1412)은 거름망(145)의 위에 놓인 재활용 부직포 적층물(B) 및 배수관(153)의 U자관부(154)에 잔존하는 물에 의해 밀폐되며, 진공 펌프(163)의 작동에 의해 하부 공간(1412)의 공기가 배기관(161)을 통해 외부로 배출됨으로써 하부 공간(1412)은 진공 상태를 형성하게 된다. 하부 공간(1412)에 진공 상태가 형성됨에 따라, 재활용 부직포 적층물(B)에 함유된 수분이 추가로 제거된다.
100 : 재활용 부직포 제조 시스템
110 : 제1 분산장치
120 : 제2 분산장치
130 : 정착제 첨가부
140 : 웹 제조장치
150 : 배수부
160 : 배기부
170 : 용수 공급부
110 : 제1 분산장치
120 : 제2 분산장치
130 : 정착제 첨가부
140 : 웹 제조장치
150 : 배수부
160 : 배기부
170 : 용수 공급부
Claims (10)
- 제1 분산 공간에 저수된 용수 내에서 엉켜서 뭉친 폐부직포 조각들을 상기 제1 분산 공간의 하부에 배치되는 회전 블레이드로 물리적 충격을 가하여 상기 폐부직포 조각들을 풀어서 예비 분산시키는 제1 분산장치;
상기 제1 분산장치로부터 배출되는 제1 폐부직포 혼합액이 유동하는 제1 이송 라인;
상기 제1 이송 라인을 통해 상기 제1 폐부직포 혼합액을 공급받고, 제2 분산 공간 내에서 상기 제1 폐부직포 혼합액에 분산제를 투입하고 교반기를 이용하여 교반시키면서 상기 폐부직포 조각들을 본 분산시키는 제2 분산장치;
상기 제2 분산장치로부터 배출되는 제2 폐부직포 혼합액이 유동하는 제2 이송 라인;
상기 제2 이송 라인으로 정착제를 공급하여 상기 제2 폐부직포 혼합액에 상기 정착제가 첨가된 혼합 원료액을 형성시키는 정착제 첨가부;
상기 제2 이송 라인으로부터 상기 혼합 원료액을 공급받아서 부직포 웹을 제조하는 웹 제조장치;
상기 웹 제조장치로부터 물을 배출하는 배수부; 및
상기 웹 제조장치로부터 기체를 배출하는 배기부를 포함하며,
상기 웹 제조장치는 내부 공간을 제공하는 하우징과, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 상부 공간에 존재하는 물과 상기 폐부직포 조각들 중 물을 선택적으로 상기 하부 공간으로 통과시키는 거름망을 구비하며,
상기 배수부는 상기 하부 공간의 물을 배출하며,
상기 배기부는 상기 하부 공간의 기체를 배출하는,
재활용 부직포 제조 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 웹 제조장치는 상기 상부 공간으로 기체를 분사하여 상기 혼합 원료액에 포함된 상기 폐부직포 조각들을 분산시키는 기체 분사 분산기를 더 구비하는,
재활용 부직포 제조 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 배기부는, 상기 하부 공간에 형성되는 배기구로부터 연장되는 배기관과, 상기 배기관 상에 설치되어서 상기 배기관에 배기압을 형성하는 배기 펌프와, 상기 배기관에 외기가 유입되도록 상기 배기관에서 상기 배기 펌프보다 상류의 지점에 연결되는 기체 공급관과, 상기 배기관에서 상기 배기 펌프보다 하류 지점에서 분기되어서 상기 기체 분사 분산기와 연결되는 연결관과, 상기 기체 공급관과 상기 배기관이 연결되는 지점에 설치되어서 유로를 제어하는 제1 기체 흐름 제어 밸브와, 상기 연결관과 상기 배기관이 연결되는 지점에 설치되어서 유로를 제어하는 제2 기체 흐름 제어 밸브를 구비하며,
상기 제1 기체 흐름 제어 밸브와 상기 제2 기체 흐름 제어 밸브의 작동 상태에 따라 상기 하부 공간의 기체가 배출되어서 상기 하부 공간에 진공이 형성되거나, 상기 기체 공급관을 통해 외기가 유입되어서 상기 기체 분사 분산기로 공급되는,
재활용 부직포 제조 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 웹 제조장치는 상기 상부 공간으로 초음파를 방사하여 상기 혼합 원료액에 포함된 상기 폐부직포 조각들을 분산시키는 초음파 분산기를 더 구비하는,
재활용 부직포 제조 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 배수부는 상기 웹 제조장치로부터 연장되는 배수관을 구비하며,
상기 배수관은 상기 웹 제조장치에 인접하여 위치하는 U자관부를 구비하며,
상기 배기부에 의해 상기 하부 공간의 기체가 배출되는 과정에서 상기 U자관부에 잔존하는 물에 의해 상기 배수관을 통해 외기가 상기 웹 제조장치로 유입되는 것이 방지되는,
재활용 부직포 제조 시스템. - 삭제
- 제1 분산 공간에 저수된 용수 내에서 폐부직포 조각들을 상기 제1 분산 공간의 하부에 배치되는 회전 블레이드로 물리적 충격을 가하여 상기 폐부직포 조각들을 풀어서 분산시켜서 제1 폐부직포 혼합액을 준비하는 예비 분산 단계;
제2 분산 공간 내에서 상기 제1 폐부직포 혼합액 내에 분산제를 투입하고 교반기를 이용하여 분산시켜서 제2 폐부직포 혼합액을 준비하는 본 분산 단계;
상기 제2 폐부직포 혼합액이 유동하는 이송 라인 상에 정착제를 공급하여 상기 제2 폐부직포 혼합액에 상기 정착제가 첨가된 혼합 원료액을 준비하는 정착제 첨가 단계;
내부 공간을 제공하는 하우징과, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 상부 공간에 존재하는 물과 상기 폐부직포 조각들 중 물을 선택적으로 상기 하부 공간으로 통과시키는 거름망을 구비하는 웹 제조장치의 상기 상부 공간으로 상기 혼합 원료액을 투입하는 원료 투입 단계;
상기 하부 공간으로부터 물을 배수하여 상기 거름망 위에 재활용 부직포 적층물을 형성시키는 배수 단계; 및
상기 하부 공간에 진공이 형성되도록 상기 하부 공간의 기체를 배출하여 상기 재활용 부직포 적층물을 탈수시키는 진공 탈수 단계를 포함하는,
재활용 부직포 제조 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 상부 공간에 존재하는 상기 혼합 원료액에 포함된 상기 폐부직포 조각들에 대한 분산이 수행되는 추가 분산 단계를 더 포함하는,
재활용 부직포 제조 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 추가 분산 단계는 상기 상부 공간으로 기체를 분사함으로써 수행되는,
재활용 부직포 제조 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 추가 분산 단계는 상기 상부 공간으로 초음파를 방사함으로써 수행되는,
재활용 부직포 제조 방법.
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Patent Citations (5)
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