KR20010019865A - 폐섬유와 폐합성수지를 이용한 합판의 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 직물이나 의류공장에서 발생되는 폐섬유와 폐합성수지를 이용하여 폐품의 재활용으로 환경을 보호할 수 있는 폐섬유와 폐합성수지를 이용한 합판의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 폐합성수지를 세절하는 제 2 세절기의 후방에 설치되어 폐합성수지를 세척하는 세척기 및 폐합성수지에 포함된 수분을 제거하는 탈수조와 폐합성수지를 건조시키는 건조컨베이어가 순차적으로 설치되고, 상기 건조완료된 후 이송기에 의해서 이송된 폐합성수지와 흑연을 혼합하며 하부에는 혼합완료된 원료를 이동시키는 스크류컨베이어가 구비된 제 1 혼합기와, 상기 스크류컨베이어에 의해서 이동된 원료와 제 1 세절기에서 세절된 폐섬유를 공급받아 혼합하며 일측에는 원료를 예열하기위한 열풍기가 구비된 제 2 혼합기와, 상기 제 2 혼합기에서 혼합완료된 원료에 고주파를 유기시키면서 가열하여 용융시키며 내부에는 용융된 원료를 이동시키는 스크류축이 내장된 고주파가열기와, 상기 스크류축에 의해서 배출되는 원료를 가압하는 다수의 가압롤러와 적정크기로 절단하는 절단기가 설치된 롤러테이블과, 상기 절단기에 의해서 절단된 판재에 고주파를 유기시키면서 압착성형한 후 냉각시키는 고주파 압착성형냉각기를 포함하여서서 이루어지고 상기 폐합성수지를 세절하여 세척 후 상기 폐합성수지에 포함된 수분을 탈수조 및 건조컨베이어를 통과하면서 건조된 폐합성수지 15중량% ∼ 35중량%를 제 1 혼합기로 공급하는 단계와, 상기 제 1혼합기의 내부에 흑연 5중량% ∼ 7중량%를 공급하여 상기 폐합성수지와 혼합하는 단계와, 상기 제 1 혼합기에서 혼합완료된 원료를 스크류컨베이어를 이용하여 제 2 혼합기로 공급하는 단계와, 상기 제 2 혼합기의 적정크기로 세절된 폐섬유 65중량% ∼ 85중량%를 투입하여 2차 혼합하는 단계와, 상기 제 2 혼합기에서 혼합완료된 원료를 2분 ∼ 3분간 이동시키며 고주파를 유지시켜 내부와 외부의 온도가 150℃ ∼ 230℃의 온도를 유지하도록 가열용융하는 단계와, 상기 용융완료된 원료를 배출시키면서 적정한 두께의 판재로 가압하여 절단하는 단계와, 상기 절단된 판재에 고주파를 유기시키면서 압착성형하며 냉각시키는 단계로 이루어진 것이다.

Description

폐섬유와 폐합성수지를 이용한 합판의 제조장치 및 그 제조방법{MAKING APPARATUS AND MAKING METHOD THE UTILIZATION WASTE FIBER AND WASTE PLASTICS PANEL}

본 발명은 건축 공사시 건물의 벽체를 시공할 때 사용하는 거푸집 또는 내ㆍ외장재로 사용할 수 있는 합판의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 직물이나 의류공장에서 발생되는 폐섬유와 폐합성수지를 이용하여 폐품의 재활용으로 환경을 보호할 수 있는 폐섬유와 폐합성수지를 이용한 합판의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물 공사시 콘크리트를 타설하기 위하여 설치되는 거푸집은 목재로 된 합판이 주로 사용되고 있으며 이러한 목재의 합판은 가격이 고가이며 사용수명이 짧고 합판을 제작하기 위해서는 자연을 훼손하게 되므로 이를 대체할 수 있는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.

따라서 직물공장 또는 의류공장에서 발생하는 폐섬유 및 합성수지재 가공공장에서 발생되는 페합성수지(이하 '폐자원'이라 칭함)는 폐기처분을 하기위해서는 소각하거나 매립을 시키고 있으며 소각할 경우에는 연소시 발생하는 악취 및 유해물질(다이옥신등)로 인하여 환경오염을 일으키게되고 매립시킬 때에는 토양이 오염되므로 이를 재활용하여 건축용 합판을 대용할 수 있는 기술이 발전되어 사용되고 있다.

이러한 방법은 페자원을 적정크기로 파쇄한 후 이들을 혼합하여 고온으로 가열하고 가압로울러를 통과시키면서 소정의 크기와 두께로 성형하고 있지만 이러한 방법으로 생산된 합판은 도 1에 도시된 바와같이 합판(1)의 표면(1a)과 합판(1)의 내부(1b)로 전달되는 온도 및 가압력의 차이로 인하여 균일한 강도를 얻을 수 없게되어 사용수명이 단축되었으며 심할경우에는 합판(1)의 내부가 스폰지와 같은 형태로 성형되므로 폐기처분되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 폐자원을 이용하여 생산되는 합판의 내부와 외부의 강도를 균일하게 유지하여 생산성 향상과 사용수명을 연장시킬 수 있는 폐섬유와 폐합성수지를 이용한 합판의 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐합성수지를 세절하는 제 2 세절기의 후방에 설치되어 폐합성수지를 세척하는 세척기 및 폐합성수지에 포함된 수분을 제거하는 탈수조와 폐합성수지를 건조시키는 건조컨베이어가 순차적으로 설치되고, 상기 건조완료된 후 이송기에 의해서 이송된 폐합성수지와 흑연을 혼합하며 하부에는 혼합완료된 원료를 이동시키는 스크류컨베이어가 구비된 제 1 혼합기와, 상기 스크류컨베이어에 의해서 이동된 원료와 제 1 세절기에서 세절된 폐섬유를 공급받아 혼합하며 일측에는 원료를 예열하기위한 열풍기가 구비된 제 2 혼합기와, 상기 제 2 혼합기에서 혼합완료된 원료에 고주파를 유기시키면서 가열하여 용융시키며 내부에는 용융된 원료를 이동시키는 스크류축이 내장된 고주파가열기와, 상기 스크류축에 의해서 배출되는 원료를 가압하는 다수의 가압롤러와 적정크기로 절단하는 절단기가 설치된 롤러테이블과, 상기 절단기에 의해서 절단된 판재에 고주파를 유기시키면서 압착성형한 후 냉각시키는 고주파 압착성형냉각기를 포함하여서서 이루어지고 상기 폐합성수지를 세절하여 세척 후 상기 폐합성수지에 포함된 수분을 탈수조 및 건조컨베이어를 통과하면서 건조된 폐합성수지 15중량% ∼ 35중량%를 제 1 혼합기로 공급하는 단계와, 상기 제 1혼합기의 내부에 흑연 5중량% ∼ 7중량%를 공급하여 상기 폐합성수지와 혼합하는 단계와, 상기 제 1 혼합기에서 혼합완료된 원료를 스크류컨베이어를 이용하여 제 2 혼합기로 공급하는 단계와, 상기 제 2 혼합기의 적정크기로 세절된 폐섬유 65중량% ∼ 85중량%를 투입하여 2차 혼합하는 단계와, 상기 제 2 혼합기에서 혼합완료된 원료를 2분 ∼ 3분간 이동시키며 고주파를 유지시켜 내부와 외부의 온도가 150℃ ∼ 230℃의 온도를 유지하도록 가열용융하는 단계와, 상기 용융완료된 원료를 배출시키면서 적정한 두께의 판재로 가압하여 절단하는 단계와, 상기 절단된 판재에 고주파를 유기시키면서 압착성형하며 냉각시키는 단계로 이루어진 것이다.

도 1은 종래의 방법으로 성형된 합판을 도시한 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 합판의 제조설비를 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 합판의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

1 : 합판 10 : 제 1 호퍼

11 : 제 1 세절기 12 : 제 1 컨베이어

13, 23 : 선별기 20 : 제 2 호퍼

21 : 제 2 세절기 22 : 제 2 컨베이어

30 : 제 3 호퍼 40 : 세척기

41 : 탈수조 42 : 건조컨베이어

43 : 이송기 50 : 제 1 혼합기

51 : 스크류컨베이어 60 : 제 2 혼합기

61 : 열풍기 70 : 고주파가열기

71 : 스크류축 80 : 롤러테이블

81 : 가압롤러 82 : 절단기

90 : 고주파 압착성형냉각기

이하 본 발명에 따른 제조장치 및 제조방법을 도시한 첨부도면 도 2 및 도 3를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 합판의 제조설비를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 합판의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 본 발명은 폐섬유를 저장하는 제 1 호퍼(10)와 폐합성수지를 저장하는 제 2 호퍼(20) 그리고 흑연을 저장하는 제 3 호퍼(30)가 각각 설치되어 있고 상기 제 1 호퍼(10) 및 제 2 호퍼(20)의 하부에는 폐섬유 및 폐합성수지를 제 1 세절기(11) 및 제 2 세절기(21)로 각각 이동시키는 제 1 컨베이어(12)가 각각 설치되어 있으며 각 컨베이어의 상부에는 금속등의 이물질을 선별하는 선별기(13)(23)가 각각 설치되어 있다.

한편 제 2 세절기(21)의 하부에는 세절된 폐합성수지를 세척하는 세척기(40) 및 세척된 폐합성수지에 포함된 수분을 제거하는 탈수조(41)가 순차적으로 설치되어 있고 상기 탈수조(41)의 후단에는 폐합성수지를 이동시킴과 동시에 건조시킬 수 있는 건조컨베이어(42)가 설치되어 있으며 이의 후단에는 건조완료된 폐합성수지를 제 1 혼합기(50)롤 이동시키는 이송기(43)가 설치되어 있다.

상기 제 1 혼합기(50)의 상부에는 폐합성수지와 1차혼합되는 흑연을 공급할 수 있도록 제 3 호퍼(30)가 연결되어 있고 제 1 혼합기(50)의 하부에는 혼합완료된 재료를 이동시키는 스크류컨베이어(51)가 설치되어 있으며 이의 단부는 페섬유를 세절하는 제 1 세절기(11)의 하부에 설치된 제 2 혼합기(60)의 내부에 설치되어 있다.

그리고 상기 제 2 혼합기(60)의 일측에는 내부로 고온의 공기를 공급하는 열풍기(61)가 설치되어 있고 제 2 혼합기(60)의 하부에는 폐섬유 및 폐합성수지 그리고 흑연이 혼합된 원료를 고온으로 가열함과 동시에 용융시키는 고주파가열기(70)가 설치되어 있으며 이의 내부에는 용융된 원료를 이동시키는 스크류축(71)이 설치되어 있다.

또한 상기 고주파가열기(70)의 하부에는 스크류축(71)에 의해서 배출되는 원료를 이동시키면서 적정두께의 합판으로 성형하는 다수의 가압롤러(81)와 적정크기로 절단하는 절단기(82)가 구비된 롤러테이블(80)이 설치되어 있고 이의 후단에는 절단된 합판을 2차 가열 및 압축하는 고주파 압착성형냉각기(90)가 설치되어 있다.

따라서 본 발명에 따른 합판의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 호퍼(10)에 저장된 폐섬유가 제 1 컨베이어(12)에 의해서 이동되면 이의 상부에 설치된 선별기(13)에 의해서 상기 폐섬유에 포함된 금속 및 각종이물질이 분리된 후 제 1 세절기(11)로 공급되어 적정크기로 세절된 후 제 2 혼합기로 공급되며 이때 공급되는 폐섬유의 양은 65중량% ∼ 85중량%를 공급한다.

상기 폐섬유를 65중량%이하로 공급하면 합판의 강도가 낮아져 작은 충격에도 파괴되며 탄성이 발생하게되며 85중량%이상 공급하면 폐섬유가 비용융되어 융착불량 으로 인한 스폰지현상이 발생하게 된다.

한편 제 2 호퍼(20)에 저장된 폐합성수지가 제 2 컨베이어(22)에 의해서 이동되면 이의 상부에 설치된 선별기(23)에 의해서 상기 폐합성수지에 포함된 금속 및 각종이물질이 분리된 후 제 2 세절기(21)로 공급되어 적정크기로 세절된 후 세척기(40)를 통과하면서 미세한 이물질이 분리되어 탈수조(41)에서 수분이 탈수된다.

그리고 상기 탈수완료된 폐합성수지는 건조컨베이어(42)를 통과하면서 건조된 후 이송기(43)에 의해서 제 1 혼합기(50)로 공급되며 이때 공급되는 폐합성수지의 양은 15중량% ∼ 35중량%로서 상기 폐합성수지를 15중량%이하로 공급하면 적정온도에서 용융불량이 발생하게 되고 35중량%이상으로 공급하면 합판의 강도가 낮아져 작은 충격에도 파괴되며 탄성이 발생하게된다.

한편 상기 제 1 혼합기(50)에 적정량의 폐합성수지가 공급되면 제 3 호퍼(30)에 저장된 흑연이 제 1 혼합기(50)로 공급되며 이때 공급되는 흑연은 5중량% ∼ 7중량%를 공급하며 상기 흑연을 5%이하로 공급하면 고주파에 의한 유전가열시 열전달불량으로 합판의 내부와 외부의 온도가 불균일하게 되고 7중량%이상 고급하면 비용이 과다하게 소용됨은 물론 강도가 강해지고 과다한 중량으로 취급이 불편하며 과다한 열전달로 원료가 탄화하게 된다.

이와같이 제 1 혼합기(50)에 공급된 적정량의 흑연 및 폐합성수지의 혼합이 완료된 상기 제 1 혼합기(50)의 하부에 설치된 스크류컨베이어(51)에 의해서 이동되어 제 1 세절기(11)의 하부에 설치된 제 2 혼합기(60)로 공급되어 열풍기(61)에서 공급되는 열풍에 의해서 예열되면서 폐섬유와 혼합된다.

상기 혼합완료된 원료는 제 2 혼합기(60)의 하부에 설치된 고주파가열기(70)를 통과하면 상기 고주파가열기(70)에서 발생하는 열에 의해서 용융됨과 동시에 고주파가 원료에 혼합된 흑연에 유기되면서 내부와 외부의 온도를 균일하게 유지하게 되고 이때의 용융시간은 2분 ∼ 3분동안 150℃ ∼ 230℃의 온도가 유지되도록 한다.

상기 용융시간이 2분 이하이거나 온도가 120℃이하일 경우에는 원료가 용융되지 못하여 융착불량이 발생하며 3분 이상이거나 그 온도가 230℃이상일 경우에는 원료가 탄화된다.

상기 고주파가열기(70)서 용융된 원료가 이의 내부에 설치된 스크류축(71)에 의해서 이동되어 고주파가열기(70)의 하부로 배출되면 롤러테이블(80)에 설치된 다수의 가압롤러(81)의 사이를 통과하면서 1차 가압된 후 이의 단부에 설치된 절단기(82)에 의해서 적정한 크기로 절단된다.

그리고 상기 절단된 재료는 고주파 압착성형기냉각기(90)로 공급되어 소비자가 원하는 두께를 유지하도록 고주파 가열 및 압착성형된 후 냉각되면 내부와 외부의 강도가 균일한 합판의 제조가 완료된다.

이상에서와 같이 본 발명은 산업폐기물인 폐섬유 및 폐합성수지를 원료로 하여 합판을 제조하되 그 내부와 외부의 강도가 균일하게 유지할 수 있게 되므로 자원의 재활용으로 인한 자연 훼손을 방지함과 함께 연속적인 재활용이 가능하므로 교환 및 수리에 소요되는 비요을 절감할 수 있게되는 매우 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 폐합성수지를 세절하는 제 2 세절기의 후방에 설치되어 폐합성수지를 세척하는 세척기(40) 및 폐합성수지에 포함된 수분을 제거하는 탈수조(41)와 폐합성수지를 건조시키는 건조컨베이어(42)가 순차적으로 설치되고, 상기 건조완료된 후 이송기(43)에 의해서 이송된 폐합성수지와 흑연을 혼합하며 하부에는 혼합완료된 원료를 이동시키는 스크류컨베이어(51)가 구비된 제 1 혼합기(50)와, 상기 스크류컨베이어(51)에 의해서 이동된 원료와 제 1 세절기(11)에서 세절된 폐섬유를 공급받아 혼합하며 일측에는 원료를 예열하기위한 열풍기(61)가 구비된 제 2 혼합기(60)와, 상기 제 2 혼합기(60)에서 혼합완료된 원료에 고주파를 유기시키면서 가열하여 용융시키며 내부에는 용융된 원료를 이동시키는 스크류축(71)이 내장된 고주파가열기(70)와, 상기 스크류축(71)에 의해서 배출되는 원료를 가압하는 다수의 가압롤러(81)와 적정크기로 절단하는 절단기(82)가 설치된 롤러테이블(80)과, 상기 절단기(82)에 의해서 절단된 판재에 고주파를 유기시키면서 압착성형한 후 냉각시키는 고주파 압착성형냉각기(90)를 포함하여서서 이루어지 구성을 특징으로하는 폐섬유와 폐합성수지를 이용한 합판의 제조장치.
2. 폐합성수지를 세절하여 세척 후 상기 폐합성수지에 포함된 수분을 탈수조 및 건조컨베이어를 통과하면서 건조된 폐합성수지 15중량% ∼ 35중량%를 제 1 혼합기로 공급하는 단계와, 상기 제 1혼합기의 내부에 흑연 5중량% ∼ 7중량%를 공급하여 상기 폐합성수지와 혼합하는 단계와, 상기 제 1 혼합기에서 혼합완료된 원료를 스크류컨베이어를 이용하여 제 2 혼합기로 공급하는 단계와, 상기 제 2 혼합기의 적정크기로 세절된 폐섬유 65중량% ∼ 85중량%를 투입하여 2차 혼합하는 단계와, 상기 제 2 혼합기에서 혼합완료된 원료를 2분 ∼ 3분간 이동시키며 고주파를 유지시켜 내부와 외부의 온도가 150℃ ∼ 230℃의 온도를 유지하도록 가열용융하는 단계와, 상기 용융완료된 원료를 배출시키면서 적정한 두께의 판재로 가압하여 절단하는 단계와, 상기 절단된 판재에 고주파를 유기시키면서 압착성형하며 냉각시키는 단계로 이루어진 폐섬유와 폐합성수지를 이용한 합판의 제조방법