WO2020189988A1

WO2020189988A1 - 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.

Info

Publication number: WO2020189988A1
Application number: PCT/KR2020/003574
Authority: WO
Inventors: 신왕수
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: KR102155469B1

Abstract

본 발명은 직조된 폐 직물을 재활용한 섬유시트 제조방법에 관한 것으로, 특히 의류나 봉제 인형을 제작하고 남은 다량의 섬유 폐기물을 수거하고 이를 분류하여 일정한 면적을 갖도록 세절한 상태에서 꼬불 꼬불한 상태의 단섬유사와 장섬유사로 추출하고 이를 분산 배치하여 자연스럽게 엉킴되면서 열간 압착하는 과정을 거쳐 부직포의 형태로 섬유시트를 제조함으로써, 가용성 및 범용성을 향상시킨 섬유시트 제조방법에 관한 것이다.

Description

직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.

본 발명은 직조된 폐 직물을 재활용한 섬유시트 제조방법에 관한 것으로, 특히 직조된 폐 섬유직물로부터 꼬불꼬불한 장섬유사와 단섬유사 형태의 원사로 접근 가능하게 가공하여 직조되지 않은 섬유시트를 얻을 수 있는 제조방법에 관한 것이다.

사람이 살아가면서 중요시되는 의식주 중에서 의에 해당되는 옷은 여러 매체를 통해 다양한 정보를 쉽게 접할수 있게 되면서 패션 트랜드의 주기 역시 짧아 지게 되고, 이에 발맞춰 각 개인의 개성이 강조되면서 철이나 계절에 관계없이 자신의 의류 상품을 사고 또 버리는 일을 반복하게 되었다.

따라서 이로 인하여 다양한 의류를 대량 생산하게 되었고, 이에 맞춰 다량의 섬유 폐기물이 발생하게 되었으며, 현재는 그 양이 매년 400톤 이상으로 넘쳐나게 되어 매년 다량의 폐기물을 소각하거나 매립하였던 것이다.

그러나 섬유 폐기물을 소각할 경우에는, 유황, 다이옥신 등과 같은 다량의 유해가스가 발생하게 되면서 대기를 오염시켜 버렸고, 매립할 경우에는 섬유 폐기물이 오랫동안 부패되지 않고 남아 있게 되면서 토지를 오염시켜 버렸던 것이다.

따라서 정부 및 지자체에서는 버려지는 섬유 폐기물을 재활용하는 방안들을 모색하고 있으나 버려지는 섬유 폐기물들 중 일부만 재활용할 수 있었을 뿐 나머지는 여전히 매립되거나 소각되었던 것이다.

즉, 다량의 섬유 폐기물들 중 면직물 만을 별도로 분류하여, 세절한 후 접착제를 도포하여 열을 가하여 압착함으로써 신발의 인솔이나 판재 등으로 가공하여 사용하거나,

혹은 합성섬유만을 별도로 분류한 후 이를 세절한 다음 부풀어오르게 해서 소파나 봉제완구 등의 충진재로 사용하였던 것이다.

더불어 최근에는 보온을 위한 덮개나 바닥의 깔개로의 사용이 시도되고 있으나,

섬유 폐기물 자체가 천연섬유 뿐만 아니라 합성섬유도 같이 혼합 직조된 것이 다반사이기 때문에 분리하기가 어려워 일부만 재활용되었을 뿐 대부분이 여전히 계속해서 매립되거나 소각처리되어 왔던 것이다.

따라서 본 발명은 직조된 섬유 폐기물을 면직물과 합성 직물로 구분치 아니하고 단섬유사 또는 장섬유사 형태의 원사로 접근 가능하게 가공토록 하여 이들을 직조되지 않은 얇거나 두꺼운 부직포의 형태로 제조하여 다양한 용도로의 사용이 가능토록 하여 폐직물의 재활용 범위를 우수하게 한 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 의류나 봉제 인형을 제작하고 남은 다량의 섬유 폐기물을 수거하고, 수거된 섬유 폐기물로부터 사용가능한 폐 직물을 분류하고, 분류된 폐 직물을 일정한 면적을 갖도록 세절하고, 세절된 폐 직물의 직조 상태를 해체시켜 장시간 동안 직조된 상태에서 있던 꼬불꼬불한 단섬유사와 장섬유사로 이루어진 원사들을 추출하고, 이를 분산 배치하되, 접착제를 투입하여, 압착시 부직포의 형태로 섬유시트를 제조하는 것이다.

또한 부직포 형태의 시트를 서로 중첩토록 함으로서 내 인장력이나 일정한 두께를 갖도록 하여 다양한 용도로 사용가능토록 한 것이다.

따라서 본 발명은 종래 버려지던 다량의 폐 직물로부터 꼬불꼬불하게 가공된 단섬유사와 장섬유사를 뽑아내 자연스럽게 엉킹되면서 직조되지 않은 섬유시트를 얻어낼 수 있게 됨에 따라,

재활용되는 범위를 높일 수 있게 됨은 물론 다양한 용도로의 사용과 새로운 용도로의 사용을 위한 접근이 가능토록 할 수 있게 되는 것이다. 즉 재활용의 가용성 및 범용성을 향상시킨 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 섬유시트 제작과정을 보여주는 순서도.

도 2과 도 3b는 도 1의 추출과정을 보여주는 작동상태도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 섬유시트 제작과정을 보여주는 공정도.

본 발명의 실시를 위한 최선의 형태는 의류나 봉제 인형을 제작하고 남은 섬유 폐기물을 수거하는 단계와, 수거된 섬유 폐기물로부터 사용가능한 폐 직물을 분류하는 전처리단계와, 분류된 폐 직물을 일정한 면적을 갖도록 절단하여 절단부위의 위사 또는 경사가 노출되게 세절하는 단계와, 세절된 폐 직물의 직조된 상태를 부분 해체시키면서 장시간 동안 직조된 상태를 유지하면서 꼬불꼬불해진 상태의 단섬유사 또는 장섬유사를 얻는 추출단계와, 꼬불꼬불한 상태의 단섬유사와 장섬유사를 분산 투입하여 자연스럽게 엉키되도록 하는 한편, 열 또는 접착제를 투입하여 건조과정을 거쳐 압착시키는 단계로 이루어져, 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법에 관한 것이다.

먼저, 본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적인 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 폐 직물지를 재활용하여 섬유시트를 만드는 작업공정을 보여주는 순서도이고, 도 2 내지 도 3b는 추출과정을 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 섬유시트를 만드는 작업공정을 보여주는 순서도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 직조된 폐 직물로부터 꼬불꼬불한 단섬유사와 장섬유사 형태의 원사로 접근 가능하게 가공하여 부직포 형태의 섬유시트를 제조하는 방법에 관한 것으로,

먼저, 직조된 폐 섬유직물을 합성섬유직물이나 면직물에 관계없이 다양한 방법으로 수거한다.(S110)

그리고 수거공정에서 수거된 다수의 폐 섬유물들 중에서 합성섬유직물과 면직물로 분류하거나 또는 합성섬유직물에서도 예를 들면 PP사로 직조된 것과 PE사로 직조된 것을 분류하는 전처리공정을 포함하여 이루어진다.(S120)

이때 전처리공정은 합성섬유직물에서도 동일한 재질의 직물로만으로 분류할 경우에는 후술하는 바와 같이 별도의 접착제의 사용이 없이 열로 압착이 가능하게 구성하기 위한 것이기 때문이고, 여기에 일정한 량의 폐 면직물을 가공하여 얻은 원사를 일정함량으로 혼합될 경우에도 열로 접착이 가능할 수 있기 때문이고, 또한 서로 다른 재질의 합성섬유직물이 혼합될 경우에 접착제의 사용의 종류나 양을 조절이 가능할 수 있기 때문이다.

더불어 상기 전처리공정은 실시 예에 따라 수거과정 중에 묻게 되는 이물질을 제거하기 위한 세척공정을 포함할 수 있다.

그리고 전처리된 폐 직물을 일정한 면적을 갖도록 절단하는 세절공정을 포함하여 이루어진다.(S130)

이때의 세절공정은 직조되어진 폐 섬유직물이 통상 위사나 경사로 직조되어져 있기 때문에 이러한 상태에서 가공에 의하여 원사를 얻기 위해서는 일정한 면적으로 세절하지 않고서는 얻을 수 없기 때문이다.

즉, 폐 섬유직물을 세절을 하게 되면 세절되어 절단된 부분이 노출되어지고, 동시에 노출된 부분에는 위사와 경사가 절단되면서 노출되어져 후술하는 원사를 얻는 추출단계에서의 작업성을 우수하게 함은 물론 세절되는 형태에 따라서 장섬유사나 단섬유사를 얻을 수 있게 되기 때문이다.

그리고 세절된 폐 섬유직물로부터 원사를 얻기 위한 추출공정을 포함하여 이루어지고, 본 단계에서는 연속으로 회전되는 롤가공의 방법과 일단을 고정한 상태에서 타단이 왕복하면서 원사를 얻는 방법을 사용할 수 있다.(S140)

즉 세절된 폐섬유직물이 서로 반대방향으로 회전되는 롤러의 사이를 통과할 경우에 상기 롤러에는 각각 핀이 형성되어져, 상기 핀이 롤러를 통과하는 일정한 면적으로 세절된 폐 섬유직물의 위사와 경사로 인하여 생기게 되는 메쉬사이로 박힘되어지면서 반대로 회전되는 롤러로 인하여 위사와 경사가 틋어지면서 원사를 얻게 되는 것이다.

이때 롤러의 회전속도는 틋어지는 정도를 감안하여 조절가능토록 할 수 있는 것이고, 틋어진 상태에서 원사만을 얻기 위하여는 흡입의 방법이나 블로워의 방법이 사용될 수 있는 것이다.

즉 세절된 폐섬유직물에서 틋어지면서 얻어진 원사는 가볍기 때문에 흡입력이나 바람에 의하여 쉽게 날라가게 되고, 나머지는 다시 회수되어 롤러를 통과하면서 반복되면서 원사를 얻게 되는 것이다.

이렇게 얻어진 원사는 수거된 폐 섬유직물이 위사와 경사로 직조된 상태에서 장시간 사용되면서 구부러져 있을 뿐만 아니라, 각각의 위사 또는 경사가 다수의 실 가닥으로 꼬여있기 때문에 본 단계에서 얻어진 원사는 꼬불 꼬불한 상태의 단섬유사 또는 장섬유사를 추출해 낼 수 있게 되는 것이다.

이때 롤러에는 다수의 핀이 형성되어 위사와 경사가 틋어지면서 꼬불꼬불한 상태의 원사를 얻을 수도 있지만, 실시 예에 따라 상기 롤러에 연마부를 형성하여 갈아내는 방식으로 한 꺼번에 엉김된 상태의 단섬유사와 장섬유사를 추출해 낼 수도 있는 것이다.

그리고 이렇게 원사를 추출해 내면 분산배치하는 공정을 실시한다.(S150)

본 단계에서는 추출과정에서 얻어진 원사를 흡입수단이나 바람을 불어서 한곳으로 모이게 하는 것이다.

이때 한곳으로 모이게 될 경우에 뭉침을 방지하면서 일정한 두께와 균일한 밀도를 유지하기 위하여 통기 가능한 망체를 사용하여 얻어진 원사가 망체에 부착되어지도록 하면서 망체에 통기력에 의하여 일정한 두께와 균일성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

본 단계에서의 망체는 본 발명에서 분산을 연속공정으로 가장 용이하게 할 수 있는 하나의 예시이고 만일 별도의 공정으로는 니들 펀칭의 방법을 사용할 경우에도 동일한 분산효과를 발생토록 할 수 있는 것이고, 솜을 틀 경우의 방법으로 하여도 동일한 분산 효과를 얻을 수 있는 것이다.

그리고 분산된 단섬유사 또는 장섬유사는 꼬불꼬불한 상태로 이루어져 서로 용이하게 엉킴되면서 일정한 간격과 균일한 두께를 유지토록 된 상태에서 열을 가하면서 가압하거나 또는 접착제를 투입하여 건조하는 과정을 거쳐 열로 가압하면서 일정한 두께로 압착시키는 것이다.(S160)

이때 접착제를 분사하는 단계와 접착제가 분사되어진 상태에서 건조시키는 단계와 건조된 것을 일정한 두께로 압착하는 단계로 구분할 수 있다.

본 발명에서의 접착제의 분사공정은 원사가 분산되어진 상태에서 각각의 층을 형성할 때마다 각각의 층마다 분사하는 것이 좋고, 원하는 두께로 층이 이루어진 상태에서 건조단계로 하는 것이 가장 효율적이고 접착된 상태에서의 박리도 발생되지 않게 되는 것이다.

또한 건조단계 이후에는 바로 롤로 압착하여 부직포 형태의 섬유시트를 얻게 되는 것이다.

이때 롤러에는 열선이 구비되어져 일정온도를 유지하면서 압착하여 부직포 형태의 섬유직물을 얻게 되는 것이고 가능하면 실리콘롤러를 사용함으로서 압착시에 밀림이 방지되면서 내열성에 의하여 열에 의하여도 변형도 발생되지 않게 되는 것이고 접착성분에 대하여도 이형성에 의하여 접착도 발생되지 않게 되는 장점이 있는 것이다.

상기 압착공정에서 얻어진 부직포 형태의 섬유시트를 필요에 따라 서로 중첩하거나 또는 중첩을 직교하게 중첩하여 내 인장력을 갖도록 가공하는 가공단계를 포함하여 이루어져 일정한 두께의 섬유매트를 얻는 것이다.

본 발명에서의 섬유시트는 얇은 두께를 의미하는 것이고, 섬유매트는 섬유시트보다 좀더 두꺼운 것을 의미하는 것이다.

도 2는 본 발명의 세절단계에서 직조된 폐 섬유직물에서 원사를 얻는 과정을 도시한 것으로, 서로 마주보는 한쌍의 롤러(10)의 사이로 일정한 면적을 갖도록 세절된 섬유직물(1)이 통과할때 롤러에 형성된 핀(11)이 세절된 폐 섬유직물(1)의 메쉬공간 안쪽으로 삽입되어 반대방향(양방향)으로 당김되어지면서, 세절된 폐 직물(1)을 해체하는 과정을 반복 실행하는 것이다.

이때 복수의 롤러가 다단 배열되어 있는 것이 바람직하고, 각각의 롤러(10,20)에 형성된 핀(11,21)은, 그 길이가 조금 씩 더 돌출되게 형성하여 세절된 폐 섬유직물(1)과의 접촉하는 면적이나 시간을 늘리거나, 혹은 마주보는 한 쌍의 롤러(10) 사이의 이격된 틈새의 간격을 조금식 더 좁혀나아가면서 폐 섬유직물이 핀(11,21)과 접촉하는 면적이나 시간을 늘려나감으로써, 좀 더 용이하게 직조된 폐 섬유직물로부터 꼬불꼬불한 장섬유사와 단섬유사를 추출해 나아갈 수도 있는 것이다.

이때의 롤러는 실시 예에 따라 회전속도를 서로 다르게 형성하여, 일측의 롤러의 핀이 세절된 폐 직물의 메쉬공간에 삽입되어져 있을 때 타측의 롤러가 보다 더 빠른 속도로 회전하면서 각각의 핀이 세절된 폐 직물의 메쉬공간에 삽입되게 구성함으로써, 좀더 용이하게 직조된 폐 직물의 위사와 경사를 해체하여 줄 수도 있는 것이다.

더불어 도 2a에 도시된 바와 같이, 실시 예에 따라 각각의 롤러에 연마부를 형성하여 고속으로 회전하는 롤러가 세절된 폐 섬유직물을 접촉시켜 갈아내는 방식으로 꼬불꼬불한 장섬유사(2)와 단섬유사(3)를 한 꺼번에 다량 추출할 수도 있는 것이다.

또한, 도 3 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 세절된 직물(1)이 고정 디바이스에 의해 일측단이 고정되었을 때에, 복수의 핀이 메쉬공간 안쪽으로 삽입되어 긁어 내는 방식으로 세절된 폐 섬유직물로부터 장섬유사와 단섬유사를 각각 뽑아내거나,

혹은 연마부가 형성된 롤러가 고정 디바이스에 의해 일측단이 고정된 세절된 섬유직물로부터 갈아내는 방식으로 다량의 장섬유사와 단섬유사를 한꺼번에 추출해 낼 수도 있는 것이다.

이때 추출된 장섬유사(2)와 단섬유사(3)는 위사와 경사가 엇갈리면서 장시간 직조된 상태를 유지하고 있었기 때문에, 해체시에는 추출된 장섬유사(2)와 단섬유사(3)가 꼬불 꼬불한 상태가 유지되고, 연마부에 의해 갈려지면서 꼬불꼬불한 장섬유사(2)와 단섬유사(3)가 추출될 때에는 세절된 폐 직물의 위사와 경사가 다수의 실 가닥(4)으로 꼬여있는 있음으로, 꼬불꼬불한 장섬유사(2)와 단섬유사(3)를 확보할 수 있는 것이다.

따라서 추출된 꼬불 꼬불한 상태의 단섬유사와 장섬유사를 투입할 경우 자연스럽게 엉킴되어지고, 이러한 단섬유사와 장섬유사를 원사로 하여 압착시 일정 두께의 섬유시트를 얻어 냈을 때에 박리되지 않는 섬유시트를 뽑아 낼 수 있게 되는 것이다.

그리고 실시 예에 따라 얇게 뽑아낸 섬유시트를 중첩시킨 다음, 다시 재 압착하는 과정을 거쳐 일정한 두께를 가지는 매트를 뽑아 내 산업용 보온재나 덮개 등으로 재생할 수도 있는 것이다.

지금까지 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형 및 균등이론에 의해 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

의류나 봉제 인형을 제작하고 남은 섬유 폐기물을 수거하는 단계와,

수거된 섬유 폐기물로부터 사용가능한 폐 직물을 분류하는 전처리단계와,

분류된 폐 직물을 일정한 면적을 갖도록 절단하여 절단부위의 위사 또는 경사가 노출되게 세절하는 단계와,

세절된 폐 직물의 직조된 상태를 부분 해체시키면서 장시간 동안 직조된 상태를 유지하면서 꼬불꼬불해진 상태의 단섬유사 또는 장섬유사를 얻는 추출단계와,

꼬불꼬불한 상태의 단섬유사와 장섬유사를 분산 투입하여 자연스럽게 엉키되도록 하는 한편, 열 또는 접착제를 투입하여 건조과정을 거쳐 압착시키는 단계로 이루어져

직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 전처리단계는 별도의 접착제의 사용이 없이 열 압착이 가능하게 구성하거나 혹은 접착제의 양 조절 가능하게 합성섬유직물들 중에서 PP사로 직조된 것과 PE사로 직조된 것으로 분류하는 단계를 포함하여 이루어지는 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 전처리단계는 수거과정 중에 섬유 폐기물에 묻은 이물질을 제거하기 위한 세척공정을 더 포함하여 이루어지는 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 추출단계는 이격된 틈새를 형성한 상태로 마주보는 한 쌍의 롤러를 복수로 다단 배열하고,

세절된 폐 직물이 롤러 사이의 이격된 틈새를 통과할 때에, 각각의 롤러에 형성된 핀이 폐 직물의 메쉬공간 안쪽으로 삽입되어 엇갈리면서 양방향으로 당김되어 틋어지면서 장섬유사와 단섬유사를 각각 추출해 낼 수 있게 구성된 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.
제4항에 있어서,

다단 배열된 각각의 롤러에 형성된 핀의 돌출길이는 점점 더 길어지거나, 혹은 다단 배열된 롤러 사이의 이격된 틈새의 간격이 점점 더 좁아지게 구성된 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.
제4항에 있어서,

한 쌍의 롤러 중에서 일측의 롤러보다 타측의 롤러가 상대적으로 더 빠른 속도로 회전하면서 속도차에 의해 각각의 핀이 세절된 폐 직물로부터 장섬유사와 단섬유사를 추출할 수 있게 구성된 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 추출단계는 이격된 틈새를 형성한 상태로 마주보는 한 쌍의 롤러를 복수로 다단 배열하고,

세절된 폐 직물이 롤러 사이의 이격된 틈새를 통과할 때에, 각각의 롤러에 형성된 연마부에 의해 세절된 폐 직물의 표면이 갈리면서 한 꺼번에 엉김된 상태의 단섬유사와 장섬유사를 추출해 내도록 구성된 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 추출단계는 절단부위에 위사와 경사가 노출되게 세절된 폐 직물이 고정 디바이스에 의해 일측단이 고정되었을 때에, 복수의 핀 또는 연마부가 형성된 롤러에 의해 세절된 폐 직물로부터 장섬유사와 단섬유사를 추출해 내도록 구성된 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.
제1항에 있어서,

압착시 부직포 형태의 섬유시트를 서로 중첩시켜 내 인장력이 우수하면서 일정한 두께를 갖게 구성된 직조된 폐 직물을 재활용하기 위한 섬유시트의 제조방법.