WO2020045894A1 - 부직포 재활용 장치 및 방법 - Google Patents

부직포 재활용 장치 및 방법 Download PDF

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WO2020045894A1
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waste
raw material
fixing agent
recycling
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PCT/KR2019/010683
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신동수
노진석
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(주)에스플러스컴텍
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
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    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/66—Disintegrating fibre-containing textile articles to obtain fibres for re-use

Definitions

  • the present invention relates to a recycling technology of nonwovens, and more particularly, to an apparatus and method for producing recycled nonwovens using waste nonwovens.
  • Korean Patent No. 10-0974173 discloses a waste nonwoven fabric cut into a storage device after cutting the waste nonwoven fabric in a cutting device to a certain size. After storing, spreading the waste nonwoven fabric stored in the storage means on the low melting point fiber layer with airlaid and forming the surface layer with short fibers, and then needle punching using a needle punching device to pressurize the pressure with a pressurizing means having a high temperature. A process for producing recycled nonwovens by adding them to a press is described.
  • the waste nonwoven pulverized body is dispersed and mixed with water in a mixing tank to form a waste nonwoven fabric mixture;
  • a fixing agent addition unit for supplying a fixing agent for agglomerating the waste nonwoven fabric pulverized bodies and the filler to the waste nonwoven fabric mixture to form a recycled raw material;
  • a manure tank in which a recycle sheet is formed by receiving the recycled raw material, and the manure tank includes a manure tank body providing an inner space and horizontally installed in the inner space to divide the inner space into an upper space and a lower space.
  • a non-woven fabric recycling apparatus having a strainer for passing water down of the recycled raw material, the recycled raw material is supplied to the upper space.
  • the waste nonwoven fabric crushing step of obtaining the waste nonwoven pulverized by grinding the waste nonwoven fabric;
  • the upper space of the manure tank having a manure body for providing an inner space and a manure net installed horizontally in the inner space to divide the inner space into an upper space and a lower space and to pass water among the recycled materials downward;
  • a drainage step of draining water from the lower space to form a recycle sheet on the strainer
  • FIG. 1 is a view schematically showing a nonwoven fabric recycling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a nonwoven fabric recycling method according to an embodiment of the present invention utilizing the nonwoven fabric recycling apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 illustrates a state of the manure tank when the drainage step is performed in the nonwoven fabric recycling method of FIG. 2.
  • Figure 4 shows the state of the manure tank when the vacuum dewatering step is performed in the nonwoven fabric recycling method of FIG.
  • FIG. 5 is a view showing a state in which the compression dehydration step is performed in the nonwoven fabric recycling method of FIG.
  • FIG. 6 is a side view illustrating the laminate formed by the laminating step in the nonwoven fabric recycling method of FIG. 2.
  • the non-woven fabric recycling apparatus 100 is a blending tank 110 in which the waste nonwoven pulverized body is dispersed and mixed with water to form a waste nonwoven fabric mixture, blending tank The mixture conveying pipe 120 through which the waste nonwoven fabric mixture is discharged and discharged from the mixture 110, and a fixing agent adding unit 130 for adding a fixing agent to the waste nonwoven fabric mixture discharged from the mixing tank 110 on the mixture conveying pipe 120.
  • the waste nonwoven fabric pulverization is dispersed and mixed with water together with a filler to form a waste nonwoven fabric mixture (A).
  • the mixing tank 110 is provided with a stirrer 111.
  • the waste nonwoven fabrics are obtained by finely crushing nonwoven scraps generated during the manufacture of nonwoven waste or nonwoven products using a grinder. It is preferable that the waste nonwoven fabric pulverized body of the same property is supplied to the mixing tank 110.
  • FIG. It is preferable that the waste nonwoven fabric crushed body has a length of 10 mm or less.
  • the filler various functional fillers including a resin material for binding and controlling physical properties of the waste nonwoven fabric pulverized bodies are used.
  • the waste nonwoven fabric pulverized bodies and the filler are supplied while the water is filled, and the waste nonwoven fabric pulverized bodies and the filler supplied to the water are uniformly dispersed and mixed in the water by the stirrer 111.
  • the waste nonwoven fabrics and the filler in the waste nonwoven fabric mixture (A) are described as having a weight ratio of 8: 2.
  • the waste nonwoven fabric mixture A discharged from the mixing tank 110 is transferred toward the filtering tank 140 through the transfer pipe 120.
  • the transfer pipe 120 is provided with a transfer pump and an opening / closing valve for the transfer of the waste nonwoven fabric mixture (A).
  • the fixer addition part 130 is connected to the conveyance pipe 120, and the fixer is supplied to the waste nonwoven fabric mixture A flowing through the conveyance pipe 120.
  • the fixing agent adding unit 130 supplies the fixing agent to the conveying pipe 120 and adds the fixing agent to the waste nonwoven fabric mixture A flowing in the conveying pipe 120.
  • the waste nonwoven fabric pulverized bodies included in the waste nonwoven fabric mixture A may be structurally aggregated and fixed to each other by the fixing agent added to the waste nonwoven fabric mixture A through the fixing agent addition unit 130.
  • the fixing agent may be one commonly used, such as polyvinyl acetate resin and sodium thiosulfate.
  • the fixing agent adding unit 130 connects the fixing agent storage tank 131 in which the fixing agent is stored, the fixing agent storage tank 131 and the transfer pipe 120, and transfers the fixing agent stored in the fixing agent storage tank 131. ) Is provided with a fixing agent supply pipe (133).
  • the fixer adding unit 130 supplies a pump and a fixer supply pipe 133 for supplying the fixer stored in the fixer storage tank 131 to the transfer pipe 120 through the fixer supply pipe 133. It further includes an on-off valve for opening and closing.
  • the addition of the fixing agent to the waste nonwoven fabric mixture (A) is referred to as recycled raw material.
  • the manure tank 140 manufactures a recycled sheet using recycled raw materials formed by adding a fixing agent to the waste nonwoven fabric mixture.
  • the manure tank 140 is a manure tank body 141, a manure network 145 installed inside the manure tank body 141, and a mantle installed in the manure tank body 141 to support the manure network 145.
  • a support 148 is provided.
  • Manure body 141 has a bottom 142 and sidewalls 143 extending upward from bottom 142.
  • the bottom 142 is provided with a drain 1142 for draining.
  • the side wall 143 includes an upper side wall 1432 which is detachably coupled up and down, and a lower side wall 1431 integrally formed with the bottom 142.
  • a sieve 145 and a mesh support 148 are installed between the upper sidewall 1432 and the lower sidewall 1431.
  • the inner space of the manure body 141 is separated into the upper space 1411 and the lower space 1412 by the strain screen 145.
  • the sieve 145 is installed to be horizontally disposed inside the sieve body 141. Specifically, the sieve 145 is detachably coupled between the upper sidewall 1432 and the lower sidewall 1431. The sieve 145 allows water to be passed through the recycled raw material except the aggregate of the waste nonwoven fabrics and the filler. Water is drawn down by the strainer 145, leaving a recycled sheet made up of agglomerates of waste nonwoven fabrics and filler on top. The sieve 145 is structurally supported by the mesh support 148.
  • the mesh support 148 is installed inside the manure body 141 to support the sieve 145. Specifically, the mesh support 148 is detachably coupled between the upper sidewall 1432 and the lower sidewall 1431 and is positioned below the strainer 145 to structurally support the strainer 145.
  • the drain pipe 150 extends from the drain hole 1421 formed in the bottom 142 of the manure body 141. Water is discharged to the outside from the inner space of the manure body 141 through the drain pipe 150.
  • the drain pipe 150 is provided with a drain valve 151 for opening and closing the drain pipe 150. In this embodiment, the water is described as being drained through the drain pipe 150 by its own weight. Alternatively, a drain pump may be installed and drained by the drain pump.
  • the vacuum forming unit 160 is connected to the drain pipe 150.
  • the vacuum forming unit 160 discharges the air inside the manure tank 140 to the outside through the drain pipe 150 to form a vacuum in the lower space 1412 of the manure tank 140.
  • the vacuum forming unit 160 includes a vacuum pump 161 and a connection pipe 165 connecting the vacuum pump 161 and the drain pipe 150. The portion where the connection pipe and the drain pipe 150 are connected is located upstream than the drain valve 151.
  • FIG. 2 is a flow chart illustrating a nonwoven fabric recycling method according to an embodiment of the present invention utilizing the nonwoven fabric recycling apparatus shown in FIG. 1. Description of the nonwoven fabric recycling method shown in FIG. 2 will include a description of the operation of the nonwoven fabric recycling apparatus shown in FIG.
  • the non-woven fabric recycling method according to an embodiment of the present invention, the waste nonwoven fabric crushing step (S10) and waste nonwoven fabric crushing step (S10) to obtain the waste nonwoven pulverized by grinding the waste nonwoven fabric Adding a fixing agent to prepare a recycled raw material by adding a fixing agent to a nonwoven fabric mixture obtained by dispersing and mixing the nonwoven fabric pulverized bodies with a filler in water (S20) and a nonwoven fabric mixture obtained through the material mixing step (S20).
  • the material blending step (S20), the fixing agent addition step (S30), the raw material input step (S40), the draining step (S50) and the vacuum dewatering step (S60) are nonwoven fabrics according to one embodiment of the present invention described with reference to FIG. It may be performed using the recycling apparatus 100.
  • the nonwoven fabric scrap or nonwoven waste generated in the nonwoven product manufacturing process is pulverized by a mill to form waste nonwoven fabric pulverized bodies.
  • the waste nonwoven fabric crushed body is preferably pulverized to have a length of 10 mm or less.
  • the waste nonwoven fabric crushed bodies obtained through the waste nonwoven fabric crushing step (S10) are dispersed and mixed with water together with a filler to obtain a nonwoven fabric mixture.
  • the material blending step S20 is performed in the blending tank 110 of the nonwoven fabric recycling apparatus 100 shown in FIG. 1.
  • the waste nonwoven fabrics are dispersed and mixed with the filler to form the waste nonwoven fabric mixture (A). It is preferable that the waste nonwoven fabric crushed bodies used in the material blending step S20 have the same properties.
  • the filler various functional fillers including a resin material for binding and controlling physical properties of the waste nonwoven fabric pulverized bodies are used.
  • the waste nonwoven fabric crushed bodies and the filler are supplied while the water is filled, and the waste nonwoven fabric pulverized bodies and the filler supplied to the water are uniformly dispersed and mixed in the water by the stirrer 111.
  • the waste nonwoven fabrics and the filler in the waste nonwoven fabric mixture (A) are described as having a weight ratio of 8: 2.
  • the raw material of the recycled nonwoven fabric is prepared by adding the fixing agent to the nonwoven fabric mixture (A) obtained through the material blending step (S20).
  • Fixing agent addition step (S30) is in the process of moving the nonwoven fabric mixture (A) stored in the mixing tank 110 in the nonwoven fabric recycling apparatus 100 shown in Figure 1 to the manure tank 140 through the transfer pipe 120
  • the fixer addition unit 130 is operated to be performed.
  • the fixing agent adding unit 130 supplies the fixing agent to the conveying pipe 120 and adds the fixing agent to the waste nonwoven fabric mixture A flowing in the conveying pipe 120.
  • the waste nonwoven fabric pulverized bodies included in the waste nonwoven fabric mixture A may be structurally aggregated and fixed to each other by the fixing agent added to the waste nonwoven fabric mixture A through the fixing agent addition unit 130.
  • the fixing agent may be one commonly used, such as polyvinyl acetate resin and sodium thiosulfate.
  • the recycled raw material prepared through the fixing agent addition step (S30) is added to the manure tank.
  • the recycled raw material (C) is discharged from the transfer pipe 120 in a state in which the water in the manure tank 140 is filled higher than the sieve 145 An appropriate amount is supplied to the upper space 1411 of the manure tank 140.
  • the recycled raw material introduced into the manure tank 140 is present only in the upper space 1411 by the strainer 145.
  • draining step (S50) the water in the manure tank 140 is drained through the drain 1142. Drainage step (S50) is performed by opening the drain valve 151 installed in the drain pipe (150). After the water of the manure tank 140 is completely drained through the draining step S50, the manure tank 140 is left with only the recycled raw material aggregated on the sieve 145, as shown in FIG. Will form.
  • the recycled sheet (B) formed after the draining step (S50) contains a considerable amount of water, which contains about 120% water compared to the recycled sheet (B).
  • a vacuum is formed in the manure tank 140 to reduce moisture in the recycle sheet B.
  • the vacuum dehydration step S60 is performed by operating the vacuum pump 161 in a state where the drain valve 151 is closed.
  • the lower space 1412 of the manure tank 140 is sealed by the recycling sheet B stacked on the sieve 145, and the air in the lower space 1412 is connected to the drain pipe 150 by the vacuum pump 161.
  • the moisture contained in the recycle sheet (B) is further removed.
  • the vacuum dehydration step (S60) the moisture content of the recycled sheet (B) is lowered to about 70% level compared to the recycled sheet (B).
  • the recycled sheet B which has undergone the vacuum dewatering step S60, is compressed by the press 170 as shown in FIG. 5 and further dewatered.
  • the compression dehydration step (S70) the water content of the recycled sheet (B) is lowered to about 40% level compared to the recycled sheet (B).
  • compression is performed on one recycled sheet B in the compression dehydration step S70, but alternatively, a plurality of recycled sheets B may be compressed at the same time in a stacked state. It also belongs to the scope of the present invention.
  • the recycled sheet B which has undergone the compression dehydration step S70, is heated in a high temperature furnace and dried.
  • the moisture content of the recycled sheet (B) is lowered to about 3% level compared to the recycled sheet (B).
  • a shape blanking step of punching the recycled sheet B that has undergone the compression dehydration step S70 into a shape close to the finished product may be further performed before the drying step S80 is performed.
  • a plurality of recycled sheets B that have undergone the drying step S80 are laminated and bonded to form a laminate.
  • 6 shows a side view of the laminate D formed through the lamination step S90.
  • the laminate formed in the laminating step (S90) is molded into a finished product using a mold.

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Abstract

본 발명은 부직포 재활용 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면, 폐부직포 분쇄체들이 충진제와 함께 물에 분산·혼합되어 폐부직포 혼합물이 형성되는 배합조; 상기 폐부직포 분쇄체들과 상기 충진제를 응집시키는 정착제를 상기 폐부직포 혼합물에 공급하여 재활용 원료를 형성하는 정착제 첨가부; 및 상기 재활용 원료를 공급받아서 재활용 시트가 형성되는 거름조를 포함하며, 상기 거름조는 내부 공간을 제공하는 거름조 본체와, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 재활용 원료 중 물을 아래로 통과시키는 거름망을 구비하며, 상기 재활용 원료는 상기 상부 공간으로 공급되는 부직포 재활용 장치 및 이를 활용한 부직포 재활용 방법이 제공된다.

Description

부직포 재활용 장치 및 방법
본 발명은 부직포의 재활용 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐부직포를 이용하여 재활용 부직포를 생산하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
폐부직포를 이용하여 재활용 부직포를 생산하는 기술과 관련된 선행특허문헌으로서, 대한민국 등록특허 제10-0974173호에는 폐부직포를 절단장치에서 커팅하여 일정한 크기로 절단한 후 저장수단에 절단된 폐부직포를 일시 저장하고, 저융점 섬유층 위에 저장수단에 저장된 폐부직포를 에어레이드(airlaid)로 살포하고 단섬유로 표면층을 형성한 후, 니들펀칭장치를 이용하여 니들펀칭하여 고온의 온도를 갖는 가압수단으로 압력을 가하여 압착하여 재활용 부직포를 생산하는 공정이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 폐부직포를 이용하여 재활용 부직포를 생산하기 위한 부직포 재활용 장치 및 이를 이용한 부직포 재활용 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 폐부직포 분쇄체들이 충진제와 함께 물에 분산·혼합되어 폐부직포 혼합물이 형성되는 배합조; 상기 폐부직포 분쇄체들과 상기 충진제를 응집시키는 정착제를 상기 폐부직포 혼합물에 공급하여 재활용 원료를 형성하는 정착제 첨가부; 및 상기 재활용 원료를 공급받아서 재활용 시트가 형성되는 거름조를 포함하며, 상기 거름조는 내부 공간을 제공하는 거름조 본체와, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 재활용 원료 중 물을 아래로 통과시키는 거름망을 구비하며, 상기 재활용 원료는 상기 상부 공간으로 공급되는 부직포 재활용 장치가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 폐부직포를 분쇄하여 폐부직포 분쇄체들을 얻는 폐부직포 분쇄 단계; 상기 폐부직포 분쇄체들을 충진제와 함께 물에 분산·혼합하여 부직포 혼합물을 얻는 재료 배합 단계; 상기 폐부직포 분쇄체들과 상기 충진제를 응집시키는 정착제를 상기 부직포 혼합물에 공급하여 재활용 원료를 형성하는 정착제 첨가 단계; 내부 공간을 제공하는 거름조 본체와, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 재활용 원료 중 물을 아래로 통과시키는 거름망을 구비하는 거름조의 상기 상부 공간으로 상기 재활용 원료를 투입하는 원료 투입 단계; 및 상기 하부 공간으로부터 물을 배수하여 상기 거름망 상에 재활용 시트를 형성하는 배수 단계를 포함하는 부직포 재활용 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 폐부직포 분쇄체들을 충진제와 함께 물에 혼합하여 형성한 부직포 혼합물에 정착제를 첨가한 후 거름조에 공급하여 배수 과정을 통해 부직포 재활용 시트를 얻게 되므로, 종래의 기술에 비해 공정이 단순하고, 그에 따라 비용 절감 및 생산성 향상의 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 재활용 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 부직포 재활용 장치를 활용한 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 재활용 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 도 2의 부직포 재활용 방법에서 배수 단계가 수행될 때의 거름조의 상태를 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 부직포 재활용 방법에서 진공 탈수 단계가 수행될 때의 거름조의 상태를 도시한 것이다.
도 5는 도 2의 부직포 재활용 방법에서 압축 탈수 단계가 수행되는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 2의 부직포 재활용 방법에서 적층 단계에 의해 형성된 적층체를 도시한 측면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 재활용 장치의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 재활용 장치(100)는 폐부직포 분쇄체들이 충진제와 함께 물에 분산·혼합되어 폐부직포 혼합물이 형성되는 배합조(110)와, 배합조(110)로부터 폐부직포 혼합물이 배출되어서 이송되는 혼합물 이송관(120)과, 혼합물 이송관(120) 상에서 배합조(110)로부터 배출되는 폐부직포 혼합물에 정착제를 첨가하는 정착제 첨가부(130)와, 폐부직포 혼합물에 정착제가 첨가되어 형성된 재활용 원료를 이용하여 재활용 시트재를 제조하는 거름조(140)와, 거름조(140)로부터 물이 배수되는 배수관(150)과, 배수관(150)에 연결된 진공 형성부(160)를 포함한다.
배합조(110)에서는 폐부직포 분쇄체들이 충진제와 함께 물에 분산·혼합되어 폐부직포 혼합물(A)이 형성된다. 이를 위하여 배합조(110)는 교반기(111)를 구비한다. 폐부직포 분쇄체들은 부직포 폐기물 또는 부직포 제품의 제조 과정에서 발생하는 부직포 스크랩(scrap)을 분쇄기를 이용하여 미세하게 분쇄하여 얻은 것이다. 배합조(110)에는 동일한 성상의 폐부직포 분쇄체가 공급되는 것이 바람직하다. 폐부직포 분쇄체는 10mm 이하의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 충진제로는 폐부직포 분쇄체들의 결합 및 물성 조절을 위한 수지재를 포함하는 다양한 기능성 충진제가 이용된다. 배합조(110)에서는 물이 채워진 상태에서 폐부직포 분쇄체들과 충진제가 공급되고, 물에 공급된 폐부직포 분쇄체들과 충진제는 교반기(111)에 의해 물에 고르게 분산되고 혼합된다. 본 실시예에서는 폐부직포 혼합물(A)에서 폐부직포 분쇄체들과 충진제는 8:2의 중량비를 갖는 것으로 설명한다.
배합조(110)로부터 배출되는 폐부직포 혼합물(A)이 이송관(120)을 통해 거름조(140) 쪽으로 이송된다. 이를 위하여 도시되지는 않았으나, 이송관(120)에는 폐부직포 혼합물(A)의 이송을 위한 이송 펌프 및 개폐밸브가 구비된다. 이송관(120)에는 정착제 첨가부(130)가 연결되어서, 이송관(120)을 유동하는 폐부직포 혼합물(A)에 정착제가 공급된다.
정착제 첨가부(130)는 이송관(120)으로 정착제를 공급하여 이송관(120) 내에서 유동하는 폐부직포 혼합물(A)에 정착제를 첨가한다. 정착제 첨가부(130)를 통해 폐부직포 혼합물(A)에 첨가되는 정착제에 의해 폐부직포 혼합물(A)에 포함된 폐부직포 분쇄체들이 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 이송관(120)을 연결하고 정착제 저장조(131)에 저장된 정착제를 이송관(120)으로 공급하는 정착제 공급관(133)을 구비한다. 도시되지는 않았으나, 정착제 첨가부(130)는 정착제 저장조(131)에 저장된 정착제를 정착제 공급관(133)을 통해 이송관(120)으로 공급하기 위한 펌프와 정착제 공급관(133)을 개폐하는 개폐 밸브를 더 구비한다. 본 발명에서 폐부직포 혼합물(A)에 정착제가 첨가된 것을 재활용 원료라 한다.
거름조(140)는 폐부직포 혼합물에 정착제가 첨가되어서 형성된 재활용 원료를 이용하여 재활용 시트를 제조한다. 거름조(140)는 거름조 본체(141)와, 거름조 본체(141)의 내부에 설치되는 거름망(145)과, 거름조 본체(141)의 내부에 설치되어서 거름망(145)을 지지하는 망 지지체(148)을 구비한다.
거름조 본체(141)는 바닥(142)과, 바닥(142)으로부터 위로 연장되는 측벽(143)을 구비한다. 바닥(142)에는 배수를 위한 배수구(1421)가 마련된다. 측벽(143)은 상하로 분리가능하게 결합되는 상부 측벽(1432)과, 바닥(142)과 일체로 형성되는 하부 측벽(1431)을 구비한다. 상부 측벽(1432)과 하부 측벽(1431)의 사이에 거름망(145)과 망 지지체(148)가 설치된다. 거름조 본체(141)의 내부 공간은 거름망(145)에 의해 상부 공간(1411)과 하부 공간(1412)으로 분리된다.
거름망(145)은 거름조 본체(141)의 내부에 수평으로 배치되도록 설치된다. 구체적으로, 거름망(145)은 상부 측벽(1432)과 하부 측벽(1431)의 사이에 분리가능하게 결합된다. 거름망(145)은 재활용 원료에서 폐부직포 분쇄체들과 충진제의 응집물을 제외한 나머지 성분인 물을 통과시킨다. 거름망(145)에 의해 물은 아래로 빠지고 위에 폐부직포 분쇄체들과 충진제의 응집물로 이루어진 재활용 시트가 남게 된다. 거름망(145)은 망 지지체(148)에 의해 구조적으로 지지된다.
망 지지체(148)는 거름조 본체(141)의 내부에 설치되어서 거름망(145)을 지지한다. 구체적으로, 망 지지체(148)는 상부 측벽(1432)과 하부 측벽(1431)의 사이에 분리가능하게 결합되고 거름망(145)의 아래에 위치하여 거름망(145)을 구조적으로 지지하게 된다.
배수관(150)은 거름조 본체(141)의 바닥(142)에 형성된 배수구(1421)로부터 연장된다. 배수관(150)을 통해 거름조 본체(141)의 내부 공간에서 물이 외부로 배출된다. 배수관(150)에는 배수관(150)을 개폐하는 배수 밸브(151)가 설치된다. 본 실시예에서는 물이 자중에 의해 배수관(150)을 통해 배수되는 것으로 설명하는데, 이와는 달리 배수 펌프가 설치되어서 배수 펌프에 의해 배수될 수도 있다. 배수관(150)에는 진공 형성부(160)가 연결된다.
진공 형성부(160)는 배수관(150)을 통해 거름조(140)의 내부의 공기를 외부로 배출하여 거름조(140)의 하부 공간(1412)에 진공을 형성한다. 진공 형성부(160)는 진공 펌프(161)와, 진공 펌프(161)와 배수관(150)을 연결하는 연결관(165)를 구비한다. 연결관과 배수관(150)이 연결되는 부분은 배수 밸브(151)보다 상류에 위치한다. 진공 펌프(161)가 작동하여 거름조(140)의 하부 공간(1412)에 진공 상태가 형성됨으로써, 거름망(145)의 위에 형성된 재활용 시트에서 수분이 저감된다.
도 2에는 도 1에 도시된 부직포 재활용 장치를 활용한 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 재활용 방법이 순서도로서 도시되어 있다. 도 2에 도시된 부직포 재활용 방법에 대한 설명은 도 1에 도시된 부직포 재활용 장치의 작용에 대한 설명을 함께 포함하게 될 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 재활용 방법은, 폐부직포를 분쇄하여 폐부직포 분쇄체들을 얻는 폐부직포 분쇄 단계(S10)와, 폐부직포 분쇄 단계(S10)를 통해 얻은 폐부직포 분쇄체들을 충진제와 함께 물에 분산·혼합하여 부직포 혼합물을 얻는 재료 배합 단계(S20)와, 재료 배합 단계(S20)를 통해 얻은 부직포 혼합물에 정착제를 첨가하여 재활용 원료를 준비하는 정착제 첨가 단계(S30)와, 정착제 첨가 단계(S30)를 통해 준비된 재활용 원료를 거름조에 투입하는 원료 투입 단계(S40)와, 거름조에서 물을 빼내서 재활용 시트를 형성하는 배수 단계(S50)와, 거름조에 진공을 형성하여 재활용 시트에서 수분을 저감시키는 진공 탈수 단계(S60)와, 진공 탈수 단계(S60)를 거친 재활용 시트를 압축하여 탈수하는 압축 탈수 단계(S70)와, 압축 탈수 단계(S70)를 거친 재활용 시트을 건조시키는 건조 단계(S80)와, 건조 단계(S80)를 거친 재활용 시트 복수개를 적층하여 적층체를 형성하는 적층 단계(S90)와, 적층 단계(90)에서 형성된 적층체를 성형하는 성형 단계(S100)를 포함한다. 재료 배합 단계(S20), 정착제 첨가 단계(S30), 원료 투입 단계(S40), 배수 단계(S50) 및 진공 탈수 단계(S60)는 도 1을 통해 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 재활용 장치(100)를 이용하여 수행될 수 있다.
폐부직포 분쇄 단계(S10)에서는 부직포 제품 제조 과정에서 발생하는 부직포 스크랩 또는 부직포 폐기물이 분쇄기에 의해 분쇄되어서 폐부직포 분쇄체들이 형성된다. 폐부직포 분쇄 단계(S10)에서 폐부직포 분쇄체는 10mm 이하의 길이를 갖도록 분쇄되는 것이 바람직하다.
재료 배합 단계(S20)에서는 폐부직포 분쇄 단계(S10)를 통해 얻은 폐부직포 분쇄체들을 충진제와 함께 물에 분산·혼합하여 부직포 혼합물을 얻는다. 재료 배합 단계(S20)는 도 1에 도시된 부직포 재활용 장치(100)의 배합조(110)에서 수행된다. 배합조(110)에서는 폐부직포 분쇄체들이 충진제와 함께 물이 분산·혼합되어 폐부직포 혼합물(A)이 형성된다. 재료 배합 단계(S20)에서 사용되는 폐부직포 분쇄체들은 동일한 성상을 갖는 것이 바람직하다. 충진제로는 폐부직포 분쇄체들의 결합 및 물성 조절을 위한 수지재를 포함하는 다양한 기능성 충진제가 이용된다. 배합조(110)에서는 물이 채워진 상태에서 폐부직포 분쇄체들과 충진제가 공급되고, 물에 공급된 폐부직포 분쇄체들과 충진제는 교반기(111)에 의해 물에 고르게 분산되고 혼합된다. 본 실시예에서는 폐부직포 혼합물(A)에서 폐부직포 분쇄체들과 충진제는 8:2의 중량비를 갖는 것으로 설명한다.
정착제 첨가 단계(S30)에서는 재료 배합 단계(S20)를 통해 얻은 부직포 혼합물(A)에 정착제를 첨가하여 재활용 부직포의 원료가 준비된다. 정착제 첨가 단계(S30)는 도 1에 도시된 부직포 재활용 장치(100)에서 배합조(110)에 저장된 부직포 혼합물(A)이 이송관(120)을 통해 거름조(140)로 이동하는 과정에서 정착제 첨가부(130)가 작동하여 수행된다. 정착제 첨가부(130)는 이송관(120)으로 정착제를 공급하여 이송관(120) 내에 유동하는 폐부직포 혼합물(A)에 정착제를 첨가한다. 정착제 첨가부(130)를 통해 폐부직포 혼합물(A)에 첨가되는 정착제에 의해 폐부직포 혼합물(A)에 포함된 폐부직포 분쇄체들이 구조적으로 응집되어서 서로 고정될 수 있다. 정착제로는 초산비닐수지(polyvinyl acetate resin), 티오황산나트륜(sodium thiosulfate)와 같이 통상적으로 사용되는 것일 수 있다.
원료 투입 단계(S40)에서는 정착제 첨가 단계(S30)를 통해 준비된 재활용 원료가 거름조에 투입된다. 도 1을 참조하여 원료 투입 단계(S40)를 더욱 구체적으로 설명하면, 거름조(140)에 물이 거름망(145)보다 높게 채워져 있는 상태에서 이송관(120)으로부터 재활용 원료(C)가 배출되어서 거름조(140)의 상부 공간(1411)으로 적정량이 공급된다. 거름조(140)에 투입된 재활용 원료는 거름망(145)에 의해 상부 공간(1411)에만 존재하게 된다.
배수 단계(S50)에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 거름조(140)에서 물이 배수구(1421)를 통해 배수된다. 배수 단계(S50)는 배수관(150)에 설치된 배수 밸브(151)가 개방되어서 수행된다. 배수 단계(S50)를 통해 거름조(140)의 물이 완전히 배수된 후 거름조(140)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 거름망(145) 위에 응집된재활용 원료만 남게 되어서 재활용 시트(B)를 형성하게 된다. 배수 단계(S50) 후 형성된 재활용 시트(B)는 상당량의 수분을 함유하는데, 재활용 시트(B) 대비 약 120%의 수분을 함유한다.
진공 탈수 단계(S60)에서는 거름조(140)에 진공을 형성하여 재활용 시트(B)의 수분이 저감된다. 진공 탈수 단계(S60)는 배수 밸브(151)가 닫힌 상태에서, 진공 펌프(161)가 작동함으로써 수행된다. 거름조(140)의 하부 공간(1412)은 거름망(145)의 위에 적층된 재활용 시트(B)에 의해 밀폐되며, 진공 펌프(161)에 의해 하부 공간(1412)의 공기가 배수관(150)을 통해 외부로 배출됨으로써 하부 공간(1412)은 진공 상태를 형성하게 되며, 그에 따라, 재활용 시트(B)에 함유된 수분이 추가로 제거된다. 진공 탈수 단계(S60)에 의해 재활용 시트(B)의 수분 함량은 재활용 시트(B) 대비 약 70% 수준으로 낮아진다.
압축 탈수 단계(S70)에서는 진공 탈수 단계(S60)를 거친 재활용 시트(B)가 도 5에 도시된 바와 같이 프레스(170)에 의해 압축되어서 추가적으로 탈수된다. 압축 탈수 단계(S70)에 의해 재활용 시트(B)의 수분 함량은 재활용 시트(B) 대비 약 40% 수준으로 낮아진다. 본 실시예에서는 압축 탈수 단계(S70)에서 하나의 재활용 시트(B)에 대해 압축이 이루어지는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 여러 장의 재활용 시트(B)가 적층된 상태로 동시에 압축되어서 수행될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
건조 단계(S80)에서는 압축 탈수 단계(S70)를 거친 재활용 시트(B)를 고온로에서 가열 처리하여 건조시킨다. 건조 단계(S80)에 의해 재활용 시트(B)의 수분 함량은 재활용 시트(B) 대비 약 3% 수준으로 낮아진다. 도시되지는 않았으나, 건조 단계(S80)가 수행되기 전에 압축 탈수 단계(S70)를 거친 재활용 시트(B)를 완성품에 가까운 형상으로 타발하는 형상 블랭킹 단계가 더 수행될 수도 있다.
적층 단계(S90)에서는 건조 단계(S80)를 거친 재활용 시트(B) 복수개를 적층하고 접합하여 적층체를 형성한다. 도 6에는 적층 단계(S90)를 통해 형성된 적층체(D)의 측면도가 도시되어 있다.
성형 단계(S100)에서는 적층 단계(S90)에서 형성된 적층체를 금형을 이용하여 완성품의 형태로 성형한다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 폐부직포 분쇄체들이 충진제와 함께 물에 분산·혼합되어 폐부직포 혼합물이 형성되는 배합조;
    상기 폐부직포 분쇄체들과 상기 충진제를 응집시키는 정착제를 상기 폐부직포 혼합물에 공급하여 재활용 원료를 형성하는 정착제 첨가부; 및
    상기 재활용 원료를 공급받아서 재활용 시트가 형성되는 거름조를 포함하며,
    상기 거름조는 내부 공간을 제공하는 거름조 본체와, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 재활용 원료 중 물을 아래로 통과시키는 거름망을 구비하며,
    상기 재활용 원료는 상기 상부 공간으로 공급되는 부직포 재활용 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배합조에 저장된 상기 폐부직포 혼합물을 상기 거름조로 이송시키는 이송관을 더 포함하며,
    상기 정착제 첨가부는 상기 이송관으로 상기 정착제를 공급하는 부직포 재활용 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 거름조는 상기 거름망을 지지하는 망 지지체를 더 구비하는 부직포 재활용 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 공간의 공기를 배기하는 진공 형성부를 더 포함하는 부직포 재활용 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하부 공간과 연결되는 배수관을 더 포함하며,
    상기 진공 형성부는 진공 펌프와, 상기 진공 펌프와 상기 배수관을 연결하는 연결관을 구비하는 부직포 재활용 장치.
  6. 폐부직포를 분쇄하여 폐부직포 분쇄체들을 얻는 폐부직포 분쇄 단계;
    상기 폐부직포 분쇄체들을 충진제와 함께 물에 분산·혼합하여 부직포 혼합물을 얻는 재료 배합 단계;
    상기 폐부직포 분쇄체들과 상기 충진제를 응집시키는 정착제를 상기 폐부직포 혼합물에 공급하여 재활용 원료를 형성하는 정착제 첨가 단계;
    내부 공간을 제공하는 거름조 본체와, 상기 내부 공간에 수평으로 설치되어서 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 나누며 상기 재활용 원료 중 물을 아래로 통과시키는 거름망을 구비하는 거름조의 상기 상부 공간으로 상기 재활용 원료를 투입하는 원료 투입 단계; 및
    상기 하부 공간으로부터 물을 배수하여 상기 거름망 상에 재활용 시트를 형성하는 배수 단계를 포함하는 부직포 재활용 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 부직포 혼합물에 혼합되는 상기 폐부직포 분쇄체들은 동일한 성상을 갖는 부직포 재활용 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 원료 투입 단계에서 상기 재활용 원료는 상기 내부 공간에 물이 상기 거름망보다 높게 채워진 상태에서 투입되는 부직포 재활용 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 배수 단계 수행 후 상기 하부 공간의 공기를 배기하여 상기 재활용 시트를 탈수하는 진공 탈수 단계를 더 포함하는 부직포 재활용 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 재활용 시트를 압축하여 탈수하는 압축 탈수 단계를 더 포함하는 부직포 재활용 방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 재활용 시트를 가열 처리하여 건조시키는 건조 단계를 더 포함하는 부직포 재활용 방법.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 재활용 시트를 복수개 적층하는 단계를 더 포함하는 부직포 재활용 방법.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 폐부직포 분쇄체는 10mm 이하의 길이로 형성되는 부직포 재활용 방법.
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