KR20100112299A - 제지 슬러지의 재활용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제지 슬러지의 재활용 방법에 관한 것으로, 종이를 만드는 과정에서 발생되는 함수율 높은 제지 슬러지를 건조와 발포 및 파쇄 등의 공정을 거침으로써, 톱밥, 게르마늄 등의 다양한 부재료와의 혼합 친화성을 높이고 경량 및 단열성 등을 향상시킴으로써, 건축용 내외장재, 가구 등의 MDF 패널, 강화마루판 등의 제조 원료로 사용할 수 있도록 하는 제지 슬러지의 재활용 방법에 관한 것이다.

제지 슬러지를 함수율 5중량％ 이하가 되도록 건조시키는 제 1단계; 건조된 제지 슬러지를 파쇄하는 제 2단계; 파쇄된 제지 슬러지와, 발포용재를 혼합하여 발포하는 제 3단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는, 제지 슬러지의 재활용 방법.

제지 슬러지, 패널, 발포, 재활용

Description

제지 슬러지의 재활용 방법{Recycling process of papermaking sludge}

본 발명은 제지 슬러지의 재활용 방법에 관한 것으로, 종이를 만드는 과정에서 발생되는 함수율 높은 제지 슬러지를 건조와 발포 및 파쇄 등의 공정을 거침으로써, 톱밥, 게르마늄 등의 다양한 부재료와의 혼합 친화성을 높이고 경량 및 단열성 등을 향상시킴으로써, 건축용 내외장재, 가구 등의 MDF 패널, 강화마루판 등의 제조 원료로 사용할 수 있도록 하는 제지 슬러지의 재활용 방법에 관한 것이다.

제지는 식물성 섬유인 펄프를 주재료로 하여 충전제 등의 부가 원료를 추가하여 제조된다. 이러한 제지 공정에서 발생되는 슬러지는 섬유질과 무기질로 이루어져 있다.

그러나 종래의 경우에는 제지 공장에서 생성되는 슬러지는 폐수처리장으로 보내지고, 이를 소각, 매립 또는 해양투기되어, 환경오염을 유발하게 되었다.

따라서 종래에는 제지 슬러지를 재활용하는 다양한 방법이 개시되어 있다. 우선 제지 슬러지만을 이용하는 경우에는 함유된 수분과 함께 특정의 형틀에서 성 형하면서 가열하여 패널의 형상으로 성형한다. 이 경우 제지 슬러지를 별도의 전처리 등을 하지 않고, 자체 포함된 물만으로 혼합하여 건조와 동시에 패널로 성형하는 방법이다. 이 경우에는 성형과 건조의 시간이 길어 생산성이 낮고 상품성 또한 떨어지는 문제가 있었다.

또 다른 재활용 방법은 제지 슬러지에 폐섬유 또는 폐석고 등의 산업 폐기물을 혼합하여 성형하는 경우이다. 이 경우에는 일정 혼합비로 제지 슬러지와 산업 폐기물을 혼합하여 건조한 후 패널로 성형하는 방법이다.

이 경우는 제지 슬러지가 별다른 전처리를 거치지 않고 재활용되어 밀도가 높아 무겁고, 단열성이나 보온성이 현저히 떨어지며, 잘 부러지는 문제가 있었다.

이와 같이 대부분의 제지 슬러지를 재활용하는 기술은 다수 개발되어 있으나 상기와 같은 여러 문제점들에 의하여 실용화되지는 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 폐기되고 있으나 그 재료 자체가 섬유질과 무기물로 되어 재활용의 가치가 높은 제지 슬러지를 건축용 내외장재 또는 가구에 사용되는 패널 등 여러 산업분야에 두루 재활용할 수 있는 기술을 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 제지 슬러지를 기타 혼합물과 혼합하여 특정의 제품으로 성형하기 전에, 건조 단계와, 발포용재를 혼합하여 발포시키는 단계와, 파쇄하는 단계를 포함한 전처리 단계를 거침으로써, 제지 슬러지의 다양한 재활용을 가능하게 하고, 재활용된 제품은 경량성이 뛰어나고 단열 및 보온 효과가 뛰어나며, 다양한 사업 분야에 적용할 수 있는 유용한 재활용 방법을 제공하게 된다.

본 발명에 따르면, 폐기처리되어 환경 오염을 초래하던 제지 슬러지를 다양한 산업 분야에 재활용할 수 있게 된다. 즉, 발포하여 파쇄하는 공정을 추가함으로써 이후에 톱밥, 게르마늄 등의 부재료와의 혼합이 균일하고 친화적으로 이루어질 수 있도록 하여 품질 높은 건축 내외장재, 가구 재료 등의 MDF, 강화마루판 등으로 재활용 할 수 있게 된다.

특히 본 발명은 발포 및 파쇄하여 그 함량을 조절하여 제품의 밀도를 조절하여 사용할 수 있으므로, 방음 방습, 단열, 난연, 휨, 내후성 등 건축물의 내외장재의 마감재료 요구 성능을 충족시킬 수 있어 그 활용성이 뛰어나다.

그리고 제지 슬러지를 파쇄하여 제품으로 성형하므로 물에 강하고, 방수성이 뛰어난 효과를 가진다.

본 발명은 제지 슬러지가 셀룰로오스화이바(60중량％)와 무기질(40중량％)로 구성된 재활용 가치가 높은 것에 착안하여, 다양한 산업 분야에서 활용할 수 있도록 하는 발명이다. 따라서 본 발명은 건축 내외장용 패널, MDF, 주방용 싱크대의 패널, 강화마루판 등의 제조를 위한 원료로 활용될 수 있도록 하는 발명이다.

이와 같은 본 발명의 제1실시예는 가장 기본적인 것으로 다음의 단계로 이루어 진다.

제지 슬러지를 함수율 5중량％ 이하가 되도록 건조시키는 제 1단계; 건조된 제지 슬러지를 파쇄하는 제 2단계; 파쇄된 제지 슬러지와, 발포용재를 혼합하여 발포하는 제 3단계;를 포함하여 구성된다.

가장 큰 특징을 제 3단계의 발포 공정에 있고, 특히 발포의 조건을 파쇄된 제지 슬러지 80~95중량％와, 발포용재 5~20중량％를 혼합하고, 600~800℃에서 발포함에 있다. 즉 발포용재를 5~20중량％ 사용하고, 발포 온도를 높게 함에 큰 특징이 있다.

따라서 상기 고온 발포 조건에 의하여 악취와 불순물이 제거되고, 무게가 일반 보드보다 50％ 경감할 수 있게 된다. 그리고 불에 타지 않는 불연재로 재탄생하게 되고, 화재의 위험이 높은 주방 등의 가구재로 사용됨에 큰 유용성이 있다.

재활용되는 제지 슬러지는 일정한 량의 물이 포함되어 배출되는데, 본 발명은 이를 건조시켜 파쇄한다. 건조의 정도는 함수율 5중량％ 이하이면 되고, 파쇄는 미분이 발생되지 않는 수준에서 결정되는 것으로 입도 또는 파쇄 정도에는 큰 의미가 없다. 따라서 톱밥 정도의 수준이나 톱밥보다 큰 입도의 정도로 파쇄되어도 상관이 없다.

상기와 같은 제1실시예에 다른 단계와 재료를 부가하여 다양한 산업 분야에서 활용도 가능하다.

제2실시예는 상기의 단계를 기본으로 하여, 상기 제 3단계 이후에 제지 슬러지 발포물을 성형기에 넣어 성형하는 제 4단계를 추가하여 패널 등으로 재활용하는 방법이다.

즉, 성형기의 구조 등에 따라 다양한 형상으로 패널로 제조할 수 있고, 이와 같이 성형기를 거쳐 패널 등으로 제조하는 경우에는 패널의 표면에 시트지를 부착하여 다양한 효과를 낼 수도 있다.

성형기에서의 성형은 압착 가열 성형이 바람직하고, 어떠한 성형 방법이라도 가능하다. 성형기를 이용한 상기 성형의 방법은 아래의 다양한 실시예에서도 같다.

제3실시예는 상기 제 3단계 이후에 제지 슬러지 발포물 90~95중량％와, 접착제 5~10중량％를 혼합하고, 이를 성형기에 넣어 성형하는 제 4단계가 추가된 경우 이다.

이 경우는 접착제를 추가한 것으로, 접착제는 합성판재 등을 제조할 때 사용하는 어떠한 종류라도 무방하다. 특히 혼합 비율은 발포된 제지 슬러지를 이용하기 때문에 상기 비율이 큰 의미를 가지는데, 이는 가장 이상적인 강도와 경량성을 보장하는 비율이기 때문이다.

접착제를 사용한으로써 제지 슬러지의 결착성이 보다 견고하여 강도가 증가되는 효과가 있다.

제4실시예는 상기 제 3단계 이후에 제지 슬러지 발포물 60~70중량％와, 톱밥 20~30중량％와, 접착제 10~15중량％를 혼합하고, 이를 성형기에 넣어 성형하는 제 4단계가 추가된 경우이다.

이 경우는 톱밥을 추가하여 성형함에 특징이 있는데, 이 경우 합성판재인 MDF 패널로 제조할 수 있게 된다. MDF 뿐만아니라 여러가지 합성 판재로 활용이 가능하다.

제5실시예는 상기 제 3단계 이후에 제지 슬러지 발포물 60~80중량％와, 원적외선 방사물질 10~30중량％와, 접착제 5~15중량％를 혼합하고, 이를 성형기에 넣어 성형하는 제 4단계가 추가되는 실시예이다.

상기의 원적외선 방사물질은 황토, 게르마늄, 숯 등 원적외선이 방사되는 어떠한 물질이라도 가능하며, 두 종류 이상이 혼합되어 사용되는 경우 비슷한 혼합비율로 사용하면 된다.

따라서 이 경우에는 마루바닥재, 침대의 외장 또는 내장재, 실내 벽면의 마 감재 등으로 사용하여 실생활에서의 원적외선 효과를 볼 수 있다.

상기의 모든 실시예에서, 제 4단계의 성형이후에는 냉각시켜야 하고, 냉각은 공냉 또는 수냉 등 어떠한 방법도 가능하며, 급냉시킬수록 더욱 좋다.

이와 같이 본 발명은 다양한 실시예에서와 같이, 제지 슬러지를 건조시킨 후 파쇄하고, 이를 발포시켜 다양한 산업분야에 유용하게 활용될 제품으로 제조할 수 있어, 폐기처분되어 자원의 낭비와 환경 오염의 우려가 되었던 제지 슬러지를 유용하게 재활용할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 제지 슬러지를 함수율 5중량％ 이하가 되도록 건조시키는 제 1단계; 건조된 제지 슬러지를 파쇄하는 제 2단계; 파쇄된 제지 슬러지와, 발포용재를 혼합하여 발포하는 제 3단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는, 제지 슬러지의 재활용 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계는 파쇄된 제지 슬러지 80~95중량％와, 발포용재 5~20중량％를 혼합하고, 600~800℃에서 발포함을 특징으로 하는, 제지 슬러지의 재활용 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계 이후에 제지 슬러지 발포물을 성형기에 넣어 성형하는 제 4단계가 추가되어 패널로 재활용함을 특징으로 하는, 제지 슬러지의 재활용 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계 이후에 제지 슬러지 발포물 90~95중량％와, 접착제 5~10중량％를 혼합하고, 이를 성형기에 넣어 성형하는 제 4단계가 추가됨을 특징으로 하는, 제지 슬러지의 재활용 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계 이후에 제지 슬러지 발포물 60~70중량％와, 톱밥 20~30중량％와, 접착제 10~15중량％를 혼합하고, 이를 성형기에 넣어 성형하는 제 4단계가 추가됨을 특징으로 하는, 제지 슬러지의 재활용 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계 이후에 제지 슬러지 발포물 60~80중량％와, 원적외선 방사물질 10~30중량％와, 접착제 5~15중량％를 혼합하고, 이를 성형기에 넣어 성형하는 제 4단계가 추가됨을 특징으로 하는, 제지 슬러지의 재활용 방법.