KR20030012552A - 폐 유리섬유 휄트의 개섬방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단열재로 사용되는 유리섬유 휄트 중에서 열화에 의해 노화된 폐 유리섬유 휄트를 재가공시 개섬하는 방법과 그 장치에 관한 것으로, 폐 유리섬유 휄트에 윤활제를 분무하고 진동시키는 1차 개섬을 행한 다음, 침봉을 갖는 드럼을 통해 2차 개섬이 이루어지게 함으로서, 섬유의 물리적인 결합을 자연스럽게 해체시켜 폐 유리섬유 휄트의 원면을 손상시키지 않고 재가공하므로 품질을 기존보다 향상시킬 수 있고, 가공 중 폐 유리섬유 휄트에서 단섬유가 발생되지 않으므로 작업환경을 개선할 수 있는 동시에 효과적인 재활용으로 유리섬유의 폐기량을 줄이므로 처리비용감소와 환경보호에 일조할 수 있는 폐 유리섬유 휄트의 개섬방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

폐 유리섬유 휄트의 개섬방법 및 그 장치{A opening method of waste glass fiber felt and It's equipment}

본 발명은 폐 유리섬유를 개섬하는 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는단열재로 사용되는 유리섬유가 노화에 의하여 단열효과가 상실된 페유리섬유가 되는데, 상기 폐 유리섬유를 재활용하는 공정에 있어서 유리섬유의 원면을 손상시키지 않고 개섬시킬수 있는 페 유리섬유 휄트의 개섬방법 및 그 장치에 관한 것이다.

유리섬유는 이산화규소를 주성분으로 하는 무기질을 재료로 제조되기 때문에 내열성이 강해 불에 타지 않으며, 흡수성과 흡습성이 적어 화학적 내구성이 강하고, 인장강도와 전기절연성이 좋으며, 또한 상기 유리섬유를 매트형식으로 만들게 되면 단열 방음성이 뛰어나다는 특성을 갖고 있다.

따라서 상기 유리섬유를 장섬유나 유리솜과 글라스울 같은 단섬유의 형태로 제조하여 다양한 용도로 사용할 수 있는데, 사용되는 용도를 살펴보면 내화직물이나 전기 절연재료를 비롯하여 보온·보냉재, 단열재, 방음재, 공기여과에 주로 사용되고 있다.

상기와 같이 유리섬유의 용도가 다양해 지면서 사용량이 급증하게 됨에 따라 그에 따른 폐 유리섬유의 발생량도 증가하게 되었다. 특히 단열재로 사용되는 유리섬유 휄트의 경우 섬유원사들이 물리적인 결합으로 엉켜있는 상태로 존재함으로서 내부에 공기층을 형성시켜 단열의 효과를 내는 것이 보통인데, 이러한 유리섬유 휄트를 고온에서 장시간 사용하게 되면 적당하게 부풀려 있던 원사들이 열화에 의해 부분적으로 노화가 일어나게 되어 단열재로서의 기능을 상실하게 된 폐 유리섬유가 생성된다. 그밖에도 기름이나 기타 오염으로 인하여 기능이 저하되기도 하지만 대부분의 경우는 전자에 의한 폐 유리섬유 휄트의 발생량이 훨신 많은 비중을 차지한다.

상기와 같은 원인으로 기능을 상실한 폐 유리섬유 휄트는 새로운 유리섬유 휄트와 교체해 주고, 교체된 폐 유리섬유 휄트는 폐기를 시키켜야 하나, 상기 폐기처리시 폐 유리섬유 휄트는 중량에 비해 부피가 커서 운반비용이 많이 들고, 매립과 소각을 통한 폐기처리도 곤란하므로 적당한 처리방법이 없다는 문제점을 갖고 있다.

또한 폐 유리섬유 휄트는 열화에 의해 노화되어 있어 물리적 내구성이 매우 약해진 상태이므로 쉽게 마모되거나 부러져 작은 먼지와 같은 존재로 공기중에 비산하게 되는데, 이러한 유리섬유 먼지는 사람의 눈이나 피부에 접촉하면 알레르기나 피부병을 유발시키고 식물과 동물의 생장에도 피해를 주게되며, 이러한 폐 유리섬유 휄트를 매립했을 경우에는 지표수를 배수시켜 매립지의 사막화가 이루어지므로 매립지의 재활용이 불가능해지고, 매립된 폐 유리섬유 휄트가 노출되는 경우 자연환경에 대해서도 많은 문제점을 유발시키는 원인이 되고있다.

따라서 상기와 같은 폐기에 대한 문제점을 해소하기 위해 폐 유리섬유 휄트를 재활용함으로서 폐기량을 줄이는 방법들이 개시되기 시작하였다. 하지만 현재까지 폐 유리섬유 휄트를 재활용할 수 있는 특별한 개섬방법이 없어 기존의 유리섬유 휄트를 개섬시키는 공정을 그대로 사용하고 있다. 상기 개섬공정을 자세히 살펴보면, 침봉을 갖는 드럼이 회전하면서 유리섬유 휄트를 이송시키는 동안 휄트의 상단 면에 다른 속도를 갖는 가이드 로울러를 동시에 회전시킴으로서 휄트를 물리적으로 잡아당기고 침봉에 의해 휘저으면서 개섬을 한 후, 바람을 이용하여 물리적으로 결합되어 있는 섬유원사들을 다시 부풀리고 성형하는 방법이다.

하지만 상기의 기술은 새로운 유리섬유를 제조하는 과정에 있어서는 효율적이지만, 이미 물리적으로 내구성이 떨어져있고, 열화된 상태를 갖는 폐 유리섬유에 있어서는 많은 문제점을 나타내고 있다. 특히, 개섬시키는 과정에 있어서 물리적으로 약해진 폐 유리섬유 내부에 너무 강한 충격이 가해지게 되므로 유리섬유의 원면이 부러지거나 손상이 일어나게 된다. 따라서 대부분의 섬유의 경우 일정길이 이하가 되면 물리적 또는 기계적인 결합이 되기 전에 섬유들간에 반발력이 발생되어 재분해되는 현상이 생기기 때문에, 상기 기술로 만들어진 재활용 유리섬유는 2차 가공시 기계적이며 물리적인 결합이 불가능해지므로 생산된 폐 유리섬유의 품질이 낮아진다는 단점을 갖게 된다.

또한 유리섬유 먼지가 발생하므로 작업환경이 열악하여 작업의 능률이 저하되고, 상기의 재활용 섬유로 부분적인 보수를 할 경우 연결부위에 틈이 발생되어 열효율이 떨어질 수 있고, 외부의 충격이나 진동에 의해 재파손될 수 있다는 단점을 갖게 된다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 구성된 것으로, 섬유의 물리적인 결합을 자연스럽게 해체시켜 유리섬유의 원면을 손상시키지 않고 재가공하므로 재활용 유리섬유의 품질을 기존보다 향상시킬 수 있고, 가공 중 폐 유리섬유에서 단섬유가 발생되지 않으므로 작업환경을 개선할 수 있는 동시에 효과적인 재활용으로 유리섬유의 폐기량을 줄이므로 처리비용감소와 자연친화적인 효과를 갖는 폐 유리섬유의 개섬방법 및 그 장치를 제공하는 것을 주목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 개섬장치의 단면도

도 2a 내지 2d는 도 1의 진동장치에 작동관계를 나타낸 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 컨벨트

20 ; 진동장치

21 ; 확동캠 22 ; 종동체 23 ; 연결핀

30 ; 분사장치

31 ; 공기 압력부 32 ; 윤활유 주입부

40 ; 드럼

50 ; 주 가이드 로울러

55 ; 보조 가이드 로울러

상기의 목적을 해결하기 위한 본 발명은, 침봉을 갖는 드럼이 회전하면서 페 유리섬유 휄트를 이송시키는 동안 휄트의 상단 면에 다른 속도를 갖는 가이드 로울러를 동시에 회전시킴으로서 이루어지는 페 유리섬유의 휄트의 개섬방법에 있어서, 상기 개섬방법이 진행되기 전에 폐 유리섬유 휄트에 윤활제를 분무하면서 동시에 진동을 가하는 1차 개섬을 하는 것을 특징으로 하는 폐 유리섬유 휄트의 개섬방법을 제공함으로서 달성될 수 있다.

본 발명에 의한 개섬 방법에 대해 좀 더 상세하게 설명하면,

먼저 일정량의 윤활제를 폐 유리섬유에 분무하게 되는데, 상기 윤활제로는 수분이나 메탄올이나 에탄올, 부탄올과 같은 알콜류를 비롯한 유리섬유와 화학반응을 일으키지 않는 통상의 휘발성 물질을 사용할 수 있으며, 이들을 단독 또는 둘이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

이러한 윤활제가 섬유 내부에 분무되면 물리적으로 결합되어 있는 섬유원사들 사이에 마찰력을 감소시킴으로서 좀 더 부드럽게 분해될 수 있도록 하는 역할을 하며, 또한 개섬공정중에 발생하는 단섬유들의 비산을 막을 수 있기 때문에 쾌적한 환경에서 작업이 진행할 수 있다는 효과도 동시에 가져올 수 있다. 따라서 개섬작업시 폐 유리섬유 50㎏에 대해 200CC의 유활유를 섬유내부에 골고루 스며들 수 있도록하는 분무공정을 시행하는 것이 좋다.

다음 공정으로 상기의 윤활제가 폐 유리섬유 휄트에 분무되는 동안 동시에 진동을 가하게 되는데, 상기의 진동으로 인해 윤활제가 도포된 폐 유리섬유 휄트는원면이 손상되지 않고 윤활제를 따라 자연스럽게 해체될 수 있도록 하는 역할을 해주게 된다.

상기의 진동시키는 방법에 있어서는 켐을 이용하여 회전운동을 상.하 직선운동으로 바꿔주는 방법, 고주파를 원면에 가하여 진동을 시키는 방법, 전동 바이브레이터를 연결시켜 진동시키는 방법 등의 통상적인 방법중에서 선택적으로 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 캠을 이용함으로서 이루어지는 진동장치를 설명하기로 하며, 다른 방법들도 같은 범위안에서 적용될 수 있다.

상기 과정에 있어서 폐 유리섬유 휄트에 가해지는 진동은 120 ~ 200Cycle의 범위 내에서 이루어지도록 진동을 체크하면서 공정을 시행하여야 한다. 만약 120Cycle미만의 진동을 주게 되면 개섬시키는 과정이 오래 걸리므로 작업시간이 효율적이지 못하고, 반면에 200Cycle이상의 진동을 가하게 되면 폐 유리섬유 휄트에 너무 심한 충격이 가해지므로, 섬유의 전단이 발생하여 재사용이 가능한 중섬유 이상의 길이를 갖는 섬유를 제조하기 힘들어 진다.

상기와 같은 공정을 거친 폐 유리섬유 휄트는 드럼과 가이드 로울러에 의해 2차 개섬이 일어나게 되는데, 1차 개섬을 통하여 충분한 개섬이 이루어진 상태에서 진행되므로 폐 유리섬유 휄트에 무리한 힘이 가해지지 않아 유리섬유의 원면을 손상시키거나 분절시키지 않게 된다.

따라서 원 유리섬유 휄트와 비교했을 때 품질면에서 크게 뒤떨어지지 않는 제품을 제조할 수 있으며, 단열재로 사용되던 유리섬유 휄트의 손상으로 교체시 전체를 교환하지 않고 부분적인 보수가 가능하므로 보수비를 절감할 수 있으며, 유리섬유 휄트의 사용기간을 효과적으로 늘일 수 있는 동시에 부분적으로 보수된 유리섬유 휄트간의 연결부위에 틈이 발생되지 않으므로 에너지 효율도 높다는 효과를 가질 수 있다.

상기 공정에 있어서 재사용이 불가능한 물질이 개섬 중 첨가되어 제조되면 재활용 유리섬유 휄트의 전체적인 품질을 떨어뜨릴 수 있기 때문에, 재활용을 위한 폐 유리섬유 휄트의 자재구분이 먼저 이루어져야 한다.

본 발명에 사용될 수 있는 폐 유리섬유 휄트 자재는 발전소의 가스터빈(Gas turbin)등의 열기기의 표피로 부터 누설되는 열을 단열하기 위하여 사용되었던 자재중에서 일정기간 사용하여 열화된 상태나 외피의 손상으로 인하여 재사용이 불가능한 부분의 폐기물들은 외피, 금구류, 단열재 등으로 구분한 다음, 상기 단열재에서 기름이나 기타 오염된 부분은 절취를 하고 나머지 부분을 자재로 사용하게 된다.

이하 본 발명에 의한 폐 유리섬유 휄트의 개섬방법은 첨부된 도면인 도1 또는 도2를 통해 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 폐 유리섬유 휄트의 개섬장치가 도시되어 있다.

도 1을 참조로 하여, 본 발명에 의한 개섬장치는 폐 유리섬유 휄트를 이송시키는 컨벨트(10)와, 상기 이송된 폐 유리섬유 휄트를 진동시키는 진동장치(20)와, 상기 진동과정 중에 윤활제를 분사하는 분사장치(30)와, 1차 개섬된 폐 유리섬유 휄트를 2차 개섬시키는 드럼(40) 및 가이드 로울러(50)로 구성되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 개섬장치에 있어서 진동장치의 형상을 도 2a 내지 2b와 함께 좀 더 상세하게 설명하면, 회전운동을 왕복운동으로 바꾸는 장치인 홈캠을 기본구조로 갖는데, 먼저 이송되어온 페 유리섬유 휄트가 침봉이 부착된 2개의 종동체(22) 사이로 들어가게 설치하고, 상기 종동체(22)에 운동을 전달하는 연결핀(23)이 부착된 확동캠(21)이 하부에 설치되어 있다.

따라서 하부에 있는 확동캠(21)이 회전운동을 하면, 상기 확동캠(21)의 연결핀(23)을 통해 종동체(22)는 상하로 왕복운동을 함으로서 폐 유리섬유 휄트에 진동을 가하도록 되어 있으며, 상기 종동체(22)에는 50mm의 길이의 침봉이 10㎠당 10개로 하여 부착되어 있어서 진동시 좀 더 효율적인 개섬이 이루어지도록 구성되어 있다.

또한 상기 개섬장치에 있어서 윤활유를 분사시키는 분사장치(30)를 살펴보면 공기압력부(31)와 윤활유 주입부(32)로 나누어져 있는데, 공기 압력부(31)는 통상의 컴프레셔(compressor)와 연결되어 있어 내부에 높은 공기압을 가함으로서 노즐의 선단에 진공압이 형성되게 되고, 이러한 진공압은 윤활유 주입부(32)의 윤할제를 끌어당기면서 노즐을 통하여 윤활제가 12 ~ 15m/sec의 속도로 분무되도록 함으로서 폐 유리섬유 내부까지 스며들 수 있도록 구성되어 있다.

상기와 같이 1차 개섬이 된 유리섬유는 드럼(40)과 가이드 로울러(50)를 통해 2차 개섬이 이루어지는데, 드럼(40)이 회전하면서 페 유리섬유 휄트를 이송시키는 동안 휄트의 상단 면에 다른 속도를 갖는 가이드 로울러(50)를 동시에 회전시킴으로서 휄트를 물리적으로 잡아당기고 침봉에 의해 휘저으면서 개섬이 이루어지도록 구성되어 있다. 상기 가이드 로울러(50)에는 보조 로울러(55)가 설치되어 있어 유리섬유가 이송 중에 엉키거나 말려 올라가지 않고 평평한 상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 방법에 따라 개섬된 페 유리섬유 휄트는 매트화 공정과, 물리적 결합을 통한 재성형 공정과, 가공 및 포장하는 공정을 통하여 새로운 재활용 유리섬유 휄트가 제조될 수 있으며, 상기 개섬 이후의 공정에 대해서는 종래에 기술과 동일하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 개섬방법은 폐 유리섬유 휄트에 윤활유를 분무라고 진동시켜 개섬함으로서, 섬유의 물리적인 결합을 자연스럽게 해체시켜 폐 유리섬유 휄트의 원면을 손상시키지 않고 재가공하므로 품질을 기존보다 향상시킬 수 있고, 가공 중 폐 유리섬유 휄트에서 단섬유가 발생되지 않으므로 작업환경을 개선할 수 있는 동시에 효과적인 재활용으로 유리섬유의 폐기량을 줄이므로 처리비용감소와 환경보호에 일조할 수 있는 효과를 가져오는 것이다.

Claims (7)

1. 폐 유리섬유 휄트를 침봉을 갖는 드럼이 회전하면서 페 유리섬유 휄트를 이송시키는 동안 휄트의 상단 면에 다른 속도를 갖는 가이드 로울러를 동시에 회전시킴으로서 이루어지는 페 유리섬유의 휄트의 개섬방법에 있어서, 상기 개섬방법이 진행되기 전에 폐 유리섬유 휄트에 윤활제를 분무하면서 동시에 진동을 가하는 1차 개섬을 하는 것을 특징으로 하는 폐 유리섬유 휄트의 개섬방법
2. 청구항 1에 있어서, 상기 윤활제가 수분 또는 메탄올이나 에탄올, 부탄올과 같은 알콜류를 비롯한 유리섬유와 화학반응을 일으키지 않는 통상의 휘발성 물질을 단독 또는 둘 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 폐 유리섬유 휄트의 개섬방법
3. 청구항 1에 있어서, 상기 폐 유리섬유 휄트에 진동을 가하는 방법이 캠을 이용하거나 고주파를 가하는 방법 및 전동 바이브레이타를 이용하는 방법 중에서 선택적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐 유리섬유 휄트의 개섬방법
4. 청구항 1에 있어서, 상기 폐 유리섬유 휄트에 가해지는 진동이 120 ~ 200Cycle 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐 유리섬유 휄트의 개섬방법
5. 폐 유리섬유 휄트를 이동시키는 컨벨트(10)와, 상기 이동된 폐 유리섬유 휄트를 진동시키는 진동장치(20)와, 상기 진동과정 중에 윤활유를 분무하는 분사장치(30)와, 상기 분무와 진동이 가해진 폐 유리섬유 휄트를 개섬시키는 드럼(40) 및 가이드 로울러(50)로 구성되고, 상기 진동장치(20)와 분사장치(30)에 의해 1차 개섬되도록 구성된 것을 특징으로 하는 폐 유리섬유 휄트의 개섬장치
6. 청구항 5에 있어서, 상기 진동장치(20)가 폐 유리섬유 휄트에 진동을 가하는 침봉이 부착된 2개의 종동체(22)와, 상기 종동체에 운동을 전달하는 연결핀(23)이 부착된 확동캠(21)이 하부에 설치되어 있으며, 하부에 있는 확동캠(21)이 회전운동을 하면 종동체(22)는 상하로 왕복운동을 함으로서 유리섬유 휄트에 진동을 가할 수 있도록 구성된 폐 유리섬유 휄트의 개섬장치
7. 청구항 5에 있어서, 상기 분사장치(30)가 통상의 압력기에 노줄로 연결되어 있는 공기압력부(31)와 윤활유를 삽입시키는 윤활유 주입부(32)로 구성되어 있으며, 상기 윤활유 주입부(32)에 윤할유를 삽입시키면 공기압력부(31)에서 발생되는 압력에 의해 윤활유가 분무되도록 구성되어 있는 폐 유리섬유 휄트의 개섬장치