KR20030060596A - 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법 - Google Patents

Abstract

고융점섬유와 저융점섬유가 혼합된 폐합성섬유 소재에 저융점섬유를 코팅한 후 이를 다단계로 가압 성형하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법은 고융점섬유와 저융점섬유를 혼합한 상태에서 타면하여 폐합성섬유 소재를 제작하는 단계, 폐합성섬유 소재의 상하 표면에 저융점섬유 필름을 코팅하고 일정 길이로 절단하는 단계, 하부 팔레트를 이송수단 위에 로딩시키고 그 위에 코팅된 폐합성섬유를 적재하며, 그 위에 상부 팔레트를 로딩하여 팔레트 유니트를 형성하는 단계, 팔레트 유니트를 복수의 가열가압프레스에 투입하여 단계적으로 가열하여 연화물 소재로 만들면서 가압 성형하는 단계, 가압 성형된 팔레트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하여 성형을 완료하는 단계, 성형이 완료된 팔레트 유니트의 상부 팔레트를 회수한 후 연화물 소재를 배출하는 단계, 및 팔레트 유니트의 하부 팔레트를 회수하는 단계를 포함한다.

Description

폐합성섬유를 이용한 판재제조방법{METHOD OF MAKING BOARD WITH SYNTHETIC FIBER SCRAP}

본 발명은 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 고융점섬유와 저융점섬유가 혼합된 폐합성섬유 소재에 저융점섬유를 코팅한 후 이를 다단계로 가압 성형하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법에 관한 것이다.

최근, 환경오염을 예방하고 부족 자원 문제를 해결하기 위해서 각종 폐기물을 재활용하는 기술이 끊임없이 연구 개발되고 있다. 그러한 기술 중의 하나로서, 폐합성섬유를 절단 및 분쇄한 뒤 이를 가열하여 연화시키고, 프레스와 같은 압착성형장치로 압착시켜 판재나 합판을 제조하여 재활용하는 기술이 소개되었다.

구체적으로, 폴리프로필렌, 아크릴과 같은 저융점섬유(low melting fiber)와 폴리에스테르와 같은 고융점섬유(high melting fiber)를 작은 크기로 절단하고 절단된 폐합성섬유를 타면기로 타면하여 솜처럼 만들고 혼합기로 이송시켜 혼합한다.

그리고 정면기로 보내 일정 두께로 펼쳐서 정면한 후 절단기에 의해 소정 크기로 절단된 폐합성섬유는 가열가압프레스로 이송되어 가열과 동시에 압착되는데, 이때 상기 저융점섬유는 용융되고 고융점섬유는 용융되지 않는 정도의 온도로 가열된다. 그러면, 상기 저융점섬유가 용융되면서 고융점섬유의 솜처럼 형성된 조직사이로 침투하게 된다. 마지막으로, 가압성형된 판재를 냉각시키면 폐합성섬유로 된 판재가 완성된다.

이러한 폐합성섬유 판재는 기존의 목재와 매우 흡사한 특징으로 지니는데 그 이유는 고융점섬유는 완전히 용융되지 않아 마치 목재의 조직과 같은 섬유조직을 형성하고 그들 사이에 저융점섬유가 용융되면서 침투한 뒤 응고되므로 이들 섬유조직들은 상호 단단히 연결되게 된다. 따라서, 폐합성섬유 판재는 고강도 특징을 지니는 한편 인성도 우수하여 못을 박더라도 깨지지 않으므로 기존의 건축용 목재를 대체할 수 있는 훌륭한 소재가 된다. 이러한 폐합성섬유는 플라스틱과 같은 합성수지를 용융시켜 사출성형하는 플라스틱 판재와 뚜렷하게 구별되는데, 상기 플라스틱 판재는 취성이 강하여 외부 충격에 쉽게 깨지는 성질을 가지고 있다.

상기 폐합성섬유 판재의 제조공정에 있어서, 저융점섬유가 고융점섬유의 조직 사이로 충분하게 침투하도록 하기 위해서는 프레스에서 가압하기에 앞서 예열을 하여야만 하는데, 현재는 폐합성섬유를 이송하는 망상의 콘베이어 벨트에 열풍을 송풍함으로써 이를 수행한다.

또한, 열풍으로 예열된 상기 폐합성섬유 소재를 가열가압프레스에서 가압시킴에 있어서 최초 20∼30cm 두께로 소재를 투입하여 이를 1∼2cm정도의 두께를 가진 판재로 압착시켜야 한다. 이때, 압착되는 두께가 상당하므로 한 번에 압착을할 경우 열전달이 충분히 이루어지지 못하거나 조직 속에 기공이 포획되는 등으로 인해 전체적으로 균일한 판재를 얻는 것이 쉽지 않아 불량률이 매우 높다. 또한, 가열가압프레스에서 가압 성형된 판재를 취출하여 냉각시켜야 하는데, 상기 저융점섬유가 용융된 폐합성섬유 소재는 연화되어 이를 이송하기가 매우 곤란하다. 따라서, 종래에는 프레스에서 성형이 완료된 후에도 일정시간 냉각을 위해 대기하거나, 아니면 수작업으로 이를 일일히 취출시켰는데 이 과정에서 많은 불량품이 발생하게 된다.

또한, 종래에는 폐합성섬유 소재를 저융점섬유와 고융점섬유가 균일하게 혼합된 상태에서 대략 1/10 정도의 두께로 가압성형하는데, 이 과정에서 심한 압박에 의해 용융되지 않은 고융점섬유가 변형되면서 폐합성섬유 소재의 표면 부위가 균열을 일으키는 경우가 종종 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 고융점섬유와 저융점섬유가 혼합된 폐합성섬유 소재의 표면에 저융점섬유 필름을 코팅한 후 이를 복수의 프레스로 단계적으로 이송하면서 점차적으로 가열압착시킴으로써 폐합성섬유 판재가 균일한 조직으로 압착됨과 동시에 폐합성섬유 소재의 표면이 변형되지 않도록 하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법을 구현하기 위한 프레스 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 프레스 장치에 사용된 이송래커와 피니언의 구조를 나타내는 사시도.

도 3은 도 1의 프레스 장치에 사용된 투입수단의 일례를 도시하는 사시도.

도 4a 내지 도 4d는 도 1의 프레스 장치에서 폐합성섬유 소재의 코팅 및 투입에 사용되는 투입부 및 이 투입부의 폐합성섬유 소재 투입과정을 도시하는 정면도.

도 5는 도 4의 투입부를 도시하는 측면도.

도 6은 본 발명에 따라 폐합성섬유 소재에 저융점섬유 필름을 코팅하여 팔레트를 적재한 팔레트 유니트를 도시하는 측면도.

도 7은 도 1의 프레스 장치에 사용된 가압 프레스의 개략적인 구성을 도시한 정면도.

도 8은 도 7에 도시된 가압 프레스의 개략적인 구성을 도시한 측면도.

도 9는 본 발명에 따른 프레스 방법에서 다단계 폐합성섬유 프레스 공정을 설명하기 위해 도시한 평면도.

도 10은 도 1의 프레스 장치에 사용된 로딩수단을 도시한 도면.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법은 고융점섬유와 저융점섬유를 혼합한 상태에서 타면하여 폐합성섬유소재를 제작하는 단계, 폐합성섬유 소재를 일정 길이로 절단하는 단계, 일정 길이로 절단된 폐합성섬유 소재의 상하 표면에 저융점섬유 필름을 코팅하는 단계, 하부 팔레트를 이송수단 위에 로딩시키는 단계, 코팅된 폐합성섬유 소재를 이송수단 위에 로딩된 하부 팔레트 위에 적재하는 단계, 코팅된 폐합성섬유 소재 위에 상부 팔레트를 로딩하여 팔레트 유니트를 형성하는 단계, 팔레트 유니트를 이송수단에 의해 복수의 가열가압프레스에 투입하여 단계적으로 가열하여 연화물 소재로 만들면서 가압 성형하는 단계, 가열하여 가압 성형된 팔레트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하여 성형을 완료하는 단계, 성형이 완료된 팔레트 유니트의 상부 팔레트를 회수하는 단계, 성형이 완료된 폐합성섬유 연화물 소재를 배출하는 단계, 및 팔레트 유니트의 하부 팔레트를 회수하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 고융점섬유와 저융점섬유를 혼합한 상태에서 타면하여 폐합성섬유 소재를 제작하는 단계, 폐합성섬유 소재의 상하 표면에 저융점섬유 필름을 코팅하는 단계, 코팅된 폐합성섬유 소재를 일정 길이로 절단하는 단계, 하부 팔레트를 이송수단 위에 로딩시키는 단계, 일정 길이로 절단된 코팅된 폐합성섬유 소재를 이송수단 위에 로딩된 하부 팔레트 위에 적재하는 단계, 코팅된 폐합성섬유 소재 위에 상부 팔레트를 로딩하여 팔레트 유니트를 형성하는 단계, 팔레트 유니트를 이송수단에 의해 복수의 가열가압프레스에 투입하여 단계적으로 가열하여 연화물 소재로 만들면서 가압 성형하는 단계, 가열하여 가압 성형된 팔레트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하여 성형을 완료하는 단계, 성형이 완료된 팔레트 유니트의 상부 팔레트를 회수하는 단계, 성형이 완료된 폐합성섬유 연화물 소재를 배출하는 단계, 및 팔레트 유니트의 하부 팔레트를 회수하는 단계를 포함하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법이 제공된다.

바람직하게, 폐합성섬유 소재에 코팅되는 저융점섬유 필름은 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있으며, 또는 폐합성섬유에 접하는 내층이 아크릴로 이루어지고 폐합성섬유에 대향하는 표층이 폴리프로필렌으로 이루어진 다층구조로 제작될 수도 있다.

또한, 상기 가압 성형하는 단계는 팔레트 유니트를 서로 다른 온도로 가열하는 복수의 가열가압프레스에 순차적으로 투입하여 코팅된 폐합성섬유 소재를 가열 압착하도록 구성할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 판재제조방법을 구현하기 위한 프레스 장치의 전체적인 구성이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 판재제조방법을 구현하기 위한 프레스 장치는 폐합성섬유 소재에 저융점섬유 필름을 코팅하여 투입하는 투입부(100)와, 코팅된 폐합성섬유 소재에 팔레트를 적재하여 팔레트 유니트를 만드는 팔레트 유니트 제작부(150), 이 팔레트 유니트를 가압 성형하는 가압부(200)와, 상기 가압부에서 가압 성형된 소재가 배출되는 배출부(300)로 구성된다.

본 발명에 따르면, 상기 투입부(100)로 투입되는 폐합성섬유 소재(10)는 전술한 바와 같이 고융점섬유와 저융점섬유를 각각 가늘게 절단하고 이를 혼합한 후 타면기(미도시)에서 솜처럼 타면한 소재(이하 '폐합성섬유 소재'라고 함)이다. 이와 같은 폐합성섬유 소재(10)는 연속적인 덩어리 형태의 소재(10')로 공급 콘베이어벨트(101)를 통해 공급된다. 이 폐합성섬유 소재(10')는 표면에 저융점섬유로 이루어진 필름(152, 172)이 코팅되며, 이와 같이 저융점섬유 필름(152, 172)이 코팅된 폐합성섬유 소재(10')는 예컨대 커터(102)에 의해 소정 분량만큼 절단되어 분리된다.

이와 같이 폐합성섬유 소재(10')에 저융점섬유 필름을 코팅하여 절단하는 투입부(100)의 구조는 도 4a에 잘 도시되어 있는데, 도면을 참조하면 폐합성섬유 소재(10')의 상하부 표면에 코팅되는 저융점섬유 필름(152, 172)은 후술되는 이동 컨베이어(190)의 상하부에 이격된 위치에서 롤 형태로 감겨져 있다. 이러한 상하부 필름(172, 152)은 지지프레임(178, 158)에 회전 가능하도록 고정된 회전축(174, 154)에 감겨져 있으며, 이 회전축(174, 154)은 동력에 의해 회전할 수도 있고, 또는 별도의 구동수단에 의해 필름(172, 152)을 당기는 것에 의해 종동회전할 수도 있다. 또한, 지지프레임(178, 158)은 작업장의 바닥면에 세워진 지주(156) 사이에서 횡방향으로 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 상하부 필름(172, 152)은 일단부가 이동 컨베이어(190)의 적재위치에 인접한 한 쌍의 구동롤러(182, 162) 사이에 끼워져 있으며, 이동 컨베이어(190)의 측부에는 쌍으로 이루어진 다수의 가이드롤러(184, 164)가 횡방향으로 배열된다. 이 가이드롤러(184, 164)는 구동롤러(182, 162)가 끌어당긴 상하부 필름(172, 152)이 적절한 방향으로 이동하게 한다. 예를 들어, 하부 가이드롤러(164)는 이동 컨베이어(190)의 상부 표면상으로 하부 필름(152)을 이송시키며, 상부 가이드롤러(164)는 하부 필름(152) 위에 적재된 폐합성섬유 소재(10')의 상부 표면 위로 상부 필름(172)을 이송시킨다. 이때 도면에 도시된 것처럼, 구동롤러(162)에 의해 이송되는 저융점섬유 필름(154)이 주변의 다른 부품에 간섭하는 것을 방지하도록 이동경로를 변경하기 위한 추가의 가이드롤러(166)를 설치하는 것도 가능하다.

이러한 구동롤러(162, 182)는 상술한 바와 같이 폐합성섬유 소재(10')의 상하 표면으로 저융점섬유 필름(152, 172)을 공급하기 위해서 작동한다. 이를 위해서, 먼저 하부 구동롤러(162)가 작동하여 하부 필름(152)을 이동 컨베이어(190) 위로 이동시키며, 그 위에 폐합성섬유 소재(10')가 투입된 후에, 상부 구동롤러(182)가 작동하여 상부 필름(172)을 폐합성섬유 소재(10') 위로 공급한다. 또한, 상부 필름(172)이 폐합성섬유 소재(10') 위에 적재된 후에는, 별도의 절단수단을 이용해서 저융점섬유 필름(152, 182)와 함께 폐합성섬유 소재(10')를 절단한다. 이와 같이 코팅되어 절단된 폐합성섬유 소재(10)는 팔레트 유니트 제작부(150)로 투입딘다. 이때, 폐합성섬유 소재(10')의 절단 위치는 구동롤러(162, 182)와 이동 컨베이어(190)의 단부 사이의 지점이 된다.

이와 같이, 본 실시예에서 저융점섬유 필름(152, 182)이 코팅된 폐합성섬유 소재(10)는 이후 팔레트 유니트 제작부(150)에 의해서 상하 표면에 상하부 팔레트(20a, 20b)가 적층되어 도 6과 같은 팔레트 유니트로 제작된다. 이러한 구조는 이후 팔레트 유니트가 가열 압착되는 동안 저융점섬유 필름(172, 152)이 완전히 용융되어 폐합성섬유 소재(10)의 상하 표면을 감싸게 되어, 파열되기 쉬운 폐합성섬유 소재(10)의 상하 표면을 보강하는 역할을 하게 된다.

본 발명에서 사용되는 저융점섬유 필름(152, 172)은 가압프레스(210)의 가열온도보다 낮은 용융점을 갖는 모든 재료가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 폴리프로필렌이 사용된다. 폴리프로필렌은 일반적으로 폐기된 마대자루로부터 용이하게 얻을 수 있으며, 대략 165°C에서 용융된다. 이 외에도 저융점섬유 필름(152, 172)은 아크릴, 폴리에틸렌 등으로 제작될 수도 있으며, 또는 폐합성섬유 소재(10')에 밀착하는 내층을 폴리에스테르로 구성하고 폐합성섬유 소재(10')에 대향하는 표층을 아크릴 또는 폴리에틸렌으로 구성하는 다층구조를 가질 수도 있다.

또한, 저융점섬유 필름(152, 172)은 일반적인 폐합성섬유 소재(10')와는 별도의 타면공정과 정면공정을 거쳐 제작되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 폐합성섬유 소재(10')와 상하부 저융점섬유 필름(152, 172)을 위한 세 대의 정면기를 사용할 수 있다.

이와 같이 코팅되고 절단 분리된 폐합성섬유 소재(10)는 투입수단에 의해 투입되어 한 쌍의 상부 및 하부팔레트(20a, 20b) 사이에 개재됨으로서 팔레트 유니트(20)를 형성하고, 이 상태로 이송수단에 의해 가압부(200)로 공급된다. 본 발명에 따르면, 상기 이송수단에는 하부팔레트(20b)가 놓여지고, 그 하부 팔레트(20b) 위에 코팅되어 절단된 폐합성섬유 소재(10)가 놓여지며, 그 위로 상부 팔레트(20a)가 놓이게된다.

도 1에는 상기 투입수단의 일 예로서 이동 컨베이어(190)가 도시되어 있다. 바람직하게, 상기 이동 컨베이어(190)는 자체적으로 전후로 이동할 수 있음과 동시에 회전에 의해 상부에 놓은 폐합성섬유 소재(10)를 운반시킬 수 있다. 즉, 이동 컨베이어(190)의 양단부에 설치된 두 롤러는 래크와 같은 수평 이송수단에 연결되어 전후방향으로 이동할 수 있으며, 동시에 두 롤러의 회전축은 별도의 구동수단에 연결되어 회전할 수 있는 것이다. 따라서, 이동 컨베이어(190)는 코팅되어 절단된 폐합성섬유 소재(10)를 위에 놓은 채로 하부 팔레트(20b) 위까지 이동한 후, 회전에 의해 폐합성섬유 소재(10)를 앞으로 밀어내면서 동시에 뒷방향으로 이동하여 폐합성섬유 소재(10)가 하부 팔레트(20b) 위에 자연스럽게 놓이게 한다.

이 과정을 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 먼저 폐합성섬유 소재(10)는 이동 컨베이어(190) 위로 이동하면서 저융점섬유 필름(152, 172)이 양측면에 코팅되고, 이동 컨베이어(190) 상의 적당한 위치에 멈춘 상태에서 소정 길이로 절단된다. 이때, 코팅되고 절단된 폐합성섬유 소재(10)는 도 4a와 같이 이동 컨베이어(190) 위에 놓인 상태가 된다. 그 후, 이동 컨베이어(190)는 도 4b에 도시된 것처럼 폐합성섬유 소재(10)를 위에 얹은 상태로 전진하여 하부팔레트(20b) 위로 이동한다. 이때 이동 컨베이어(190)의 롤러는 회전하지 않으며, 폐합성섬유 소재(10)는 이동 컨베이어(190)와 동일한 속도로 평행이동 하게 된다. 다음으로, 이동 컨베이어(190)가 적절한 위치까지 이동한 후, 이동 컨베이어(190)의 롤러가 회전하면서 위에 놓여있는 폐합성섬유 소재(10)를 앞으로 밀어냄과 동시에, 이동 컨베이어(190)는 뒤로 수평이동한다. 따라서, 폐합성섬유 소재(10)는 도 4d에 도시된 것처럼 서서히 하부 팔레트(20b) 위로 떨어지게 되며, 이동 컨베이어(190)는 다시 원위치로 되돌아간다. 그 후, 하부 팔레트(20b) 위에 놓인 폐합성섬유 소재(10)는 위치정렬 공정을 거쳐 하부 팔레트(20b)와 정렬되며, 그 위에 상부 팔레트(20a)가 놓여 팔레트 유니트(20)를 완성하게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 투입수단으로서 이동 컨베이어(190) 대신에 도 3에 도시된 바와 같은 압침투입장치(130)가 구비될 수 있다. 상기 압침투입장치(130)는 공급 콘베이어벨트(101)와 이송수단 사이에 상하 및 왕복운동 가능하도록 설치되는 것으로서, 압침이 형성되어 상기 코팅되고 절단된 폐합성섬유 소재(10)를 찔러서 지지하는 압침지지수단과 상기 압침지지수단에 지지된 페합성섬유 소재(10)를 상기 이송수단 위로 이송한 후 이를 분리시키기 위한 분리수단으로 구성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 압침투입장치(130)는 압입실린더(131)와, 상기 압입실린더(131)의 실린더로드(132)의 끝에 결합되어 승강운동하도록 되어 있으며 다수의 관통공(133a)이 형성되어 있는 승강부재(133)와, 상기 압입실린더(131)와 일체로 결합되어 고정된 압입판(134)을 포함하며, 상기 압입판(134)의 하면에는 상기관통공(133a)을 통과하도록 다수의 압침(134a)이 형성되어 있다. 여기에서, 압침지지수단으로서 상기 압침(134a)이 형성된 압입판(134)이 구비되고, 분리수단으로서 승강부재(133)가 구비된다.

동작에 있어서, 상기 승강부재(133)가 상승한 상태에서 압침이송장치(130) 전체가 하강하여 코팅되고 절단된 폐합성섬유 소재(10)를 압침(134a)으로 찔러 지지한 후 이를 끌거나 또는 들어서 하부 팔레트(20b)의 상부로 옮긴 뒤, 상기 압입실린더(131)의 동작으로 상승부재(133)가 하강하면 폐합성섬유 소재(10)가 압침(134a)으로부터 분리된다.

상기 가압부(200)에는 복수의 가압프레스(210, 250)가 연속적으로 설치되는데, 이 중에서 참조부호 210으로 표시된 것은 가열 가압프레스이며 참조번호 250으로 표시된 것은 냉각 가압프레스이다.

상기 가압프레스(210)는 상부 및 하부팔레트(20a, 20b) 사이에 개재되어 투입되는 폐합성섬유 소재(10)를 가압하면서 가열하여 이를 연화시킴으로써 연화물 형태로 만든다(이하 '연화물 소재'라 함). 이러한 가압프레스(210)의 구체적인 예가 도 7 및 도 8에 각각 정면도와 측면도로 상세히 도시되어 있다. 이들 도면들을 참조하면, 프레임(211) 상에는 가압하는 구동력을 제공하는 실린더(212)가 설치되고, 이 실린더(212)와 결합된 실린더로드(213)의 단부에는 상부 가압 플레이트(214)가 설치되며, 이 상부 가압 플레이트(214)와 대향하는 하부에는 하부 베이스 플레이트(215)가 프레임(211) 상에 고정 설치된다.

또한, 상기 상부 가압 플레이트(214)와 하부 베이스 플레이트(215) 사이의대향면에는 소재를 가열하기 위한 가열판(216)이 각각 설치되어 있다. 이러한 가열판(216)의 가열구조로서 히팅코일을 비롯하여 이미 알려진 통상적인 구성이 모두 채택가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 냉각 가압프레스(250)는 가압부(200)의 마지막 가압공정에 설치되며 바람직하게 2∼4대 정도 설치되어 상기 성형된 연화물 소재를 가압한 상태에서 냉각시키게 된다. 따라서, 폐합성섬유 판재는 냉각시 변형되거나 왜곡되는 것이 방지된다.

상기 폐합성섬유 소재(10)는 저융점섬유 필름(152, 172)이 코팅된 팔레트 유니트(20) 형태로 이송수단에 의해 일측의 가압프레스에서 타측의 가압 프레스로 이송된다. 상기 이송수단의 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 상기 이송수단은 상기 가압프레스(210)들 사이의 경로상에 왕복이동 가능하도록 설치되는 이송래커(201)와 상기 이송래커(201)의 기어치와 맞물려 이송모터(203)의 구동에 따라 회전함으로써 이송래커를 이동시키는 피니언기어(202)를 포함한다. 상기 이송래커(201)는 이송되는 팔레트 유니트(20)의 폭에 상응하는 거리만큼 이격되어 한 쌍으로 구비된다.

상기 이송모터(203)는 정역회전을 번갈아하는 것으로서 이송래커(201) 위에 놓인 팔레트 유니트(20)가 인접하는 다음 공정의 가압프레스까지 이송될 수 있을 만큼 정회전하여 이송래커(201)를 전진시킨 뒤, 후술하는 승강수단에 의해 이송래커(201)가 하강하면서 팔레트 유니트(20)가 가압프레스에 로딩된 후에는 다시 역회전하여 원래 위치로 복귀하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 이송래커(201)는 승강수단에 의해 간헐적, 선택적으로 승강되는데, 이러한 승강수단의 예를 설명하기로 한다. 상기 이송래커(201)는 프레스의 가압 플레이트(214, 215) 전,후방에 각각 일렬씩 설치되어 주행하면서 상기 승강수단에 의해 팔레트 유니트(20)를 선택적으로 들어서 이송하게 된다. 승강수단의 예로서, 상기 이송래커(201)의 하부에는 이송래커(201)를 선택적으로 들어서 지지하는 써포트(217)가 주행방향으로 설치되고, 이 써포트(217)는 승강로드(218)와 연결되며, 이 승강로드(218)의 끝에는 승강캠(219)이 구비된다. 상기 승강캠(219)의 회전축(220)은 구동모터(221)와 연결된 기어트레인(222)에 결합되어 회전하게 되므로, 결국 상기 써포트(217)가 이송래커(201)를 선택적으로 들어 올리게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 팔레트 유니트(20)가 가압 프레스(210)로 진입하면 이것을 정렬시키는 정렬수단이 구비된다. 구체적으로, 상기 정렬수단은 가압 플레이트(214, 215)들의 후방에 고정 설치되는 정렬벽(223)과, 이것과 대향하도록 상기 가압 플레이트(214, 215)들의 전방에 설치되어 왕복운동하면서 상기 팔레트 유니트(20)를 밀어서 정렬시키는 정렬 플레이트(224)를 포함한다.

상기 정렬 플레이트(224)는 정렬로드(225)의 일단에 결합되며, 이 정렬로드(225)의 타단은 정렬휠(226)에 연결된다. 또한, 상기 정렬휠(226)의 회전축(227)은 역시 구동모터(221)의 기어트레인(222)에 결합되어 회전함으로써 상기 정렬로드(225)와 정렬 플레이트(224)가 왕복 운동함으로써 상기 팔레트 유니트(20)를 정렬벽(223) 방향으로 밀어 붙여 정렬시키게 된다. 또 다른 대안으로서, 상기정렬휠(226) 대신에 편심캠을 채용하는 것도 가능하다.

비록 본 발명에서 상기 이송래커(201)를 선택적으로 들어올려서 지지하는 승강수단과 팔레트 유니트를 정렬시키는 정렬수단을 구체적인 도면을 들어 예시하였으나 본 발명은 이러한 실시예로 한정되지 않으며, 본 출원시점에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 구성들이 변형 채용가능한 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 상기 이송래커 대신에 이송체인이나 벨트가 채용되고 이러한 이송체인이나 벨트는 간헐적으로 주행하면서 상기 승강수단에 의해 역시 선택적으로 승강될 수 있다.

본 발명에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 투입부(100)에서는 하부 팔레트(20b)가 이송래커(201) 상에 먼저 로딩되고 그 위에 폐합성섬유 소재(10)가 투입된 후 다시 그 위에 상부 팔레트(20a)가 놓여짐으로써 팔레트 유니트(20)를 형성한다. 이때, 상기 팔레트(20a, 20b)들은 로딩수단에 의해 이송래커(201) 상으로 로딩된다.

도 8에는 상기 로딩수단(500)의 예가 도시되어 있다. 상기 로딩수단(500)은 회수 컨베이어벨트(400)로부터 이송수단인 이송래커(201) 상부로 설치되는 가이드레일(501)과 상기 가이드레일(501)을 따라 왕복 이동하면서 상기 팔레트(20a, 20b)들을 진공 흡착하여 이송시키는 흡착장치를 포함한다.

상기 흡착장치는 미도시된 컴프레셔의 고압분사로 벤츄리효과를 이용한 진공밸브를 사용해 발생한 진공에 의해 흡착판(502)으로 팔레트(20a, 20b)들을 흡착하여 이송시킨 뒤 지정된 위치에 로딩시킨다.

한편, 연화물 소재(10)에 대한 가압 성형이 완료된 후, 상기 배출부(300)에서는 상부 팔레트(20a)를 회수하고 가압 성형된 연화물 소재(10)를 배출시키고 다시 하부 팔레트(20b)를 회수하는데, 이러한 팔레트(20a, 20b)의 회수는 회수수단에 의해 이루어진다. 상기 회수된 팔레트(20a, 20b)들은 회수 컨베이어벨트(400)에 의해 투입부(100)로 이송되어 다시 사용된다.

이러한 회수수단의 구성 또한 로딩수단과 동일하며 단지 이송래커 상의 팔레트 유니트(20a, 20b)를 흡착하여 회수 컨베이어벨트(400) 상으로 이송시키는 것에서 차이가 있다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 저융점섬유와 고융점섬유로 이루어진 폐합성섬유 소재(10')는 전술한 바와 같이 가늘게 세절되고 타면기에 의해 타면된 후 공급 콘베이어벨트(101) 상으로 공급된다. 이러한 폐합성섬유 소재(10')는 투입부(100)에 의해 이동 컨베이어(190) 위로 진입하면서 상하부 표면에 저융점섬유 필름(152, 172)이 함께 공급되어 코팅된다. 그 후, 폐합성섬유 소재(10')는 저융점섬유 필름(152, 172)이 코팅된 상태에서 커터(102)에 의해서 일정한 크기로 절단된다.

폐합성섬유 소재(10')에 저융점섬유 필름(152, 172)을 코팅시키기 위해서는, 폐합성섬유 소재(10')가 이동 컨베이어(190) 위로 공급될 때 하부 구동롤러(162)가 동작하여 하부 저융점섬유 필름(152)을 이동 컨베이어(190)와 폐합성섬유 소재(10) 사이로 공급한다. 이때, 이동 컨베이어(190)의 양측에 설치된 가이드롤러(164)에의해서 하부 필름(152)은 이동 컨베이어(190)의 상부 표면에 거의 밀착한 상태로 이송된다. 그 후, 상부 구동롤러(182)가 동작하여 상부 저융점섬유 필름(172)을 폐합성섬유 소재(10')의 상부 표면 위로 공급한다. 이 때에도 가이드롤러(184)에 의해 상부 필름(172)은 폐합성섬유 소재(10')의 상부 표면과 거의 밀착한 위치로 이송된다. 그 후, 구동롤러(182, 162)와 이동 컨베이어(190) 사이의 영역에서 상하부 필름(172, 152)을 절단하면, 저융점섬유 필름이 코팅된 폐합성섬유 소재(10)가 형성되는 것이다.

다음으로, 저융점섬유가 코팅되어 일정한 크기로 절단된 폐합성섬유 소재(10)는 이동 컨베이어(190) 위에 놓인 상태에서 이동 컨베이어(190) 자체가 이동함으로써 하부 팔레트(20b) 위로 이동한다. 이 하부 팔레트(20b)는 로딩수단(도 10의 500)에 의해 회수 컨베이어벨트(도 9의 400) 상에 있던 하부 팔레트(20b)가 흡착되어 이송래커(201) 상에 로딩된 것이다. 이어서, 이동 컨베이어(190)는 하부 팔레트(20b) 위까지 수평이동한 후, 컨베이어(190)의 롤러가 회전하면서 폐합성섬유 소재(10')를 앞으로 밀어내고, 동시에 이동 컨베이어(190)는 뒤로 수평이동 함으로써 폐합성섬유 소재(10)를 하부 팔레트(20b) 위에 내려놓는다.

본 발명의 다른 실시예에 따라서, 전술한 바와 같이 압침투입장치(도 7의 130)에 의해 폐합성섬유 소재(10)를 압침(134a)으로 찔러 이를 이송래커(201)의 하부 팔레트(20b) 위로 옮기고, 승강부재(133)를 하강시켜 분리시킬 수도 있다.

본 발명의 판재제조방법에 따르면, 가압프레스에 폐합성섬유 소재를 투입하기 전에 미리 예열할 필요가 없다. 이것은 다단계로 설치된 복수의 프레스가 예열과 주가열을 기능을 수행하기 때문이다. 따라서, 상기와 같이 예열되지 않은 폐합성섬유 소재를 이동 컨베이어(190) 또는 압침투입장치(130)에 의해 용이하게 팔레트 위로 투입할 수 있는 것이다.

일단, 상기와 같은 투입수단에 의해 하부 팔레트(20b) 상에 폐합성섬유 소재(10)가 로딩되면, 이어서 상기 로딩수단(500)에 의해 상부 팔레트(20a)가 흡착된 후 상기 폐합성섬유 소재(10) 위에 포개져 팔레트 유니트(20)가 형성된다. 따라서, 그 이후의 공정은 상기 팔레트 유니트(20)의 이송에 따라 진행된다.

이어서, 이송모터(203)가 정회전하여 이송래커(201)를 가압프레스(210) 방향으로 주행시키게 된다. 따라서, 저융점섬유 필름(152, 172)이 코팅된 팔레트 유니트(20)가 가압프레스(210) 방향으로 진행하다가 도 7에 도시된 바와 같이 가압프레스(210)로 진입하면 이송모터(203)가 정지하고, 이어서 구동모터(221)가 작동하여 승강캠(219)을 회전시키고 이러한 동작에 의해 승강로드(218)와 써포트(217)가 하강하게 된다(하강한 상태의 그림은 도 8에 도시됨). 그러면, 상기 팔레트 유니트(20)는 가압프레스(210)의 하부 베이스 플레이트(215) 위에 놓이게 된다. 이때, 이송모터(203)가 다시 역회전하여 자유로워진 이송래커(201)를 원위치로 복귀시키게 된다.

이때, 상기 구동모터(221)가 계속 작동하면서 정렬휠(226)이 회전하여 정렬로드(225)와 정렬 플레이트(224)를 운동시킴으로써, 상기 정렬 플레이트(224)가 팔레트 유니트(20)를 정렬벽(223) 방향으로 밀어 붙여 정렬시키게 된다.

그런 다음, 상부 가압 플레이트(214)가 하강하여 팔레트 유니트(20)를 가압한다. 이때, 상기 가열판(216)에 의해 팔레트(20a, 20b) 및 그 내부의 소재가 가열되면 저융점섬유가 용융되어 연화되면서 연화물 소재(10)로 변형되고 따라서 성형이 이루어진다. 특히, 이때 폐합성섬유 소재(10)의 중심부는 용융되지 않은 고융점섬유 사이로 저융점섬유가 투입된 조직구조를 갖지만, 폐합성섬유 소재(10')의 상하 표면에 코팅된 저융점섬유 필름(152, 172)은 순수한 용융물질로만 구성되어 폐합성섬유 소재(10)의 가압면에 연화재질로만 이루어진 피복을 형성하게 된다. 이러한 연화피복은 가열압착공정동안 매우 유연한 상태를 유지하기 때문에 폐합성섬유 소재(10') 표면에 균열이나 변형이 생기는 것을 방지하게 된다.

본 발명에 따르면 공정 초기의 1차 가열가압프레스(210a)는 예열기능을 동시에 수행하는 것으로서, 여기에서 어느 정도 가압 성형이 이루어지면, 상부 가압 플레이트(214)가 상승함과 동시에 구동모터(221)가 계속 구동하여 승강캠(219)을 회전시키고 이에 따라 승강로드(218) 및 써포트(217)가 상승하여 이송래커(201)를 들어올려 지지한다. 따라서, 이송래커(201)가 상승하면서 팔레트 유니트(20)를 들어올리게 되고 따라서 이송모터(203)가 다시 정회전하면 인접하는 2차 가열가압프레스(210b) 방향으로 팔레트 유니트(20)가 이송된다. 이와 동시에, 투입부(100)로부터 새로운 팔레트 유니트(20)가 1차 가열가압프레스(210a)로 투입될 것이다. 이때, 본 발명에 따르면 연화물 소재(10)가 팔레트에 의해 단위체로 이송되므로 연화물 소재(10)의 누설이나 손상없이 간단하게 이송과정이 수행될 수 있다. 다음의 2차 가열가압프레스(210b)에서의 동작 과정은 전술한 바와 동일하다.

상기 가열가압프레스(210)의 갯수는 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 연화물 소재와 성형을 목적으로 하는 제품의 두께와 밀도 등에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 또한, 상기 가열가압프레스(210)는 실린더 스트로크(stroke)의 길이가 서로 상이하게 설정될 수 있는데, 예를 들어 1차 가열가압프레스(210a)는 300mm, 2차 가열가압프레스(210b)는 200mm, 그리고 3차 가열가압프레스(210c)부터는 100mm로 설정될 수 있다. 이렇게 다단계적으로 스트로크를 조절하여 가압 성형하게 되면, 연화물 소재가 균일하게 가압되어 전체적으로 균질한 조직의 성품을 얻을 수 있다.

상기 가압부(200)의 마지막 공정에는 냉각가압프레스(250)가 설치되는데, 이 냉각가압프레스(250)에는 전술한 가열판의 기능이 구비되어 있지 않다. 따라서, 상기 연화물 소재를 가압하는 동시에 냉각시키게 되는데, 이러한 공정은 만약 가압하지 않은 상태에서 냉각을 시킬 경우 상기 성형된 연화물이 변형되거나 왜곡될 가능성이 있기 때문이다. 또한, 냉각공정에서 연화물 소재는 자연스럽게 팔레트(20a, 20b)로부터 떨어져 후속공정인 배출을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.

상기 냉각프레스를 거쳐 성품이 제조되면, 배출부(300)의 회수수단에 의해 성형된 연화물이 배출된다. 구체적으로, 회수수단은 흡착판에 의해 상부 팔레트(20a)를 들어 회수 컨베이어벨트(400) 위로 이송시키고, 이어서 가압 성형된 연화물 판재를 역시 진공흡착하여 별도의 적재 팔레트(미도시) 위로 이송시킨다. 그런 다음, 역시 하부 팔레트(20b)를 흡착하여 회수 컨베이어벨트(400) 상으로 이송시켜, 상기 투입부(100)로 회수될 수 있도록 한다. 상기 가압 성형된 연화물 판재는 이후 절단, 다듬질 등의 공정을 거쳐 최종 완성품으로 된다.

본 발명의 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법에 따르면, 가열 연화되어 다루기가 용이하지 않은 폐합성섬유 소재를 팔레트 상에 로딩시킴으로써 직접적인 연화물 소재 자체를 취급하는 대신 팔레트 유니트를 이송시켜 작업을 진행하므로 작업 공정 효율이 극대화 될 수 있다. 아울러, 종래에 큰 폭으로 두께를 줄여 가압하여야 하는 연화물 소재를 복수의 프레스에 의해 순차적으로 압착시키게 되므로 별도의 예열공정이 필요치 않으며, 가압이 균일하게 이루어지고 최종 제품의 조직 밀도도 균질하게 되어 성품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 더구나, 저융점섬유와 고융점섬유가 혼합된 폐합성섬유 소재의 표면에 저융점섬유로만 이루어진 필름을 코팅한 상태에서 가열압착공정을 수행함으로써, 고융점섬유에 의한 표면 균열발생을 억제할 수 있으며, 따라서 보다 표면이 매끄러운 고급 판재를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 고융점섬유와 저융점섬유를 혼합한 상태에서 타면하여 폐합성섬유 소재를 제작하는 단계;

   상기 폐합성섬유 소재의 상하 표면에 저융점섬유 필름을 코팅하는 단계;

   상기 코팅된 폐합성섬유 소재를 일정 길이로 절단하는 단계;

   하부 팔레트를 이송수단 위에 로딩시키는 단계;

   상기 일정 길이로 절단된 코팅된 폐합성섬유 소재를 상기 이송수단 위에 로딩된 하부 팔레트 위에 적재하는 단계;

   상기 코팅된 폐합성섬유 소재 위에 상부 팔레트를 로딩하여 팔레트 유니트를 형성하는 단계;

   상기 팔레트 유니트를 상기 이송수단에 의해 복수의 가열가압프레스에 투입하여 단계적으로 가열하여 연화물 소재로 만들면서 가압 성형하는 단계;

   상기 가열하여 가압 성형된 팔레트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하여 성형을 완료하는 단계;

   상기 성형이 완료된 팔레트 유니트의 상부 팔레트를 회수하는 단계;

   상기 성형이 완료된 폐합성섬유 연화물 소재를 배출하는 단계; 및

   상기 팔레트 유니트의 하부 팔레트를 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법.
2. 고융점섬유와 저융점섬유를 혼합한 상태에서 타면하여 폐합성섬유 소재를 제작하는 단계;

   상기 폐합성섬유 소재를 일정 길이로 절단하는 단계;

   일정 길이로 절단된 상기 폐합성섬유 소재의 상하 표면에 저융점섬유 필름을 코팅하는 단계;

   하부 팔레트를 이송수단 위에 로딩시키는 단계;

   상기 코팅된 폐합성섬유 소재를 상기 이송수단 위에 로딩된 하부 팔레트 위에 적재하는 단계;

   상기 코팅된 폐합성섬유 소재 위에 상부 팔레트를 로딩하여 팔레트 유니트를 형성하는 단계;

   상기 팔레트 유니트를 상기 이송수단에 의해 복수의 가열가압프레스에 투입하여 단계적으로 가열하여 연화물 소재로 만들면서 가압 성형하는 단계;

   상기 가열하여 가압 성형된 팔레트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하여 성형을 완료하는 단계;

   상기 성형이 완료된 팔레트 유니트의 상부 팔레트를 회수하는 단계;

   상기 성형이 완료된 폐합성섬유 연화물 소재를 배출하는 단계; 및

   상기 팔레트 유니트의 하부 팔레트를 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 폐합성섬유 소재에 코팅되는 저융점섬유 필름은 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 폐합성섬유 소재에 코팅되는 저융점섬유 필름은 상기 폐합성섬유에 접하는 내층이 아크릴로 이루어지고, 상기 폐합성섬유에 대향하는 표층이 폴리프로필렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 가압 성형하는 단계는 상기 팔레트 유니트를 서로 다른 온도로 가열하는 복수의 가열가압프레스에 순차적으로 투입하여 상기 코팅된 폐합성섬유 소재를 가열 압착하는 것을 특징으로 하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 폐합성섬유 소재와 상기 저융점섬유 필름은 서로 독립적인 타면공정에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 폐합성섬유를 이용한 판재제조방법.