KR101285074B1 - 차수정화매트제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차수기능과 정화기능을 가진 차수정화매트를 제조하는 장치로서, 벤토나이트와 제올라이트를 혼합하여 분포 비율을 균일하게 하는 벤토나이트/제올라이트 교반기와, 상기 교반기에서 혼합된 혼합물을 일정한 폭의 슬리트에 일정한 속도로 배출하는 혼합물살포기와, 상기 혼합물을 상부에서 받는 직포와 상기 혼합물 위를 덮는 부직포를 각각 그 감긴 롤에서 풀어서 일정한 속도로 이동하게 하는 한쌍의 롤러를 가진 인발롤러와, 상기 인발롤러에 의하여 일정한 속도로 이동하는 직포, 혼합물 및 부직포를 함께 결합시켜 매트를 만드는 니들펀칭기를 가진 매트성형기를 포함하는 차수정화매트제조장치이다.

Description

차수정화매트제조장치{Apparatus making Waterproof-Purification Mat}

본 발명은 차수/정화 매트 제조장치에 관한 것으로서 차수매트 또는 정화매트 및 차수정화매트를 제조할 수 있는 제조 장치에 관한 것이다.

우리나라는 급속한 산업화, 도시화로 인하여 폐기물의 발생량 증가로 폐기물매립장의 조성이 증가하고 있다. 또한 친환경개발 및 녹색개발과 관련하여 친수공간 및 물순환시스템 확충에 따른 저류시설 조성이 증가하고 있다.

이러한 폐기물 처리장에서는 주변으로의 오염 확산을 방지하기 위하여 차수 또는 방수 시설과 오염물질 차단을 위한 시설이 필요하다. 그리고 저류시설 내에 저류된 저류수의 누출방지 및 저류시설 내로 유입되는 비점오염의 차단을 위한 시설이 필요하다.

방수매트는 쓰레기 매립장, 오염수 저류장, 저류시설 등의 바닥과 지하 시설물의 바닥 및 천정 등과 같이 오염된 물이나 지하수가 유입되거나 유출되는 곳에 설치되어 물의 흐름을 차단하는 것이다. 이러한 방수를 위한 방법은 여러 가지 제안된 바 있으며, 그 중에서도 벤토나이트를 이용하는 방법이 널리 사용되고 있다. 벤토나이트(Bentonite)는 진흙의 일종으로서 물과 접촉시 수분을 흡수하여 수 십배로 팽창했다가 수분이 제거되면 다시 수축하는 특성을 가지고 있기 때문에 벤토나이트 가루나 입자를 유로에 가로질러 설치하면 벤토나이트가 수화되어 유로를 차단하는 기능을 하는 것이다.

이러한 벤토나이트 가루나 입자를 사용하기 편리하도록 패키지(Pakage) 형태로 만든 방수 시트와 방수정화매트가 있다.

2007년01월03일 공고된 특허등록 10-0664746호에는 "쓰레기 매립지용 차수매트구조"가 공고되어 있는데, 이것은 쓰레기를 매립한 매립지에서 서로 적층된 차수매트와 토목섬유가 밀리면서 그 부분을 통해 쓰레기의 침출수가 토양으로 스며드는 것을 방지할 수 있는 쓰레기 매립지용 차수매트 구조에 관한 것으로, 제1토목섬유의 일측에 접착제로 부착되는 고밀도 테프론으로 제작된 제1차수매트와, 상기한 제1차수매트의 일 측면에 접착제로 부착되는 일반적인 재질의 제2차수매트와, 상기한 제2차수매트의 일 측면에 접착제로 부착되는 제2토목섬유로 구성된 것이다.

차수재료 및 복토재료는 차수기능 및 복토기능만을 가지고 있고, 오염물질을 제거, 흡착, 정화시키는 기능을 가지고 있지 않기 때문에, 차수기능, 복토기능 뿐만 아니라 오염물질을 제거, 흡착, 정화시키는 기능을 가지는 새로운 재료의 개발이 필요하였다.

이러한 필요를 충족시키기 위하여 본 출원인이 개발하여 특허출원하여, 2003년08월30일 공개된, 특허출원 10-2002-9757, 공개특허 2003-0070287호에는 "방수정화매트 및 그의 제조방법"이 공개되어 있다.

이 발명은 침출수가 발생될 경우 물을 방수함과 동시에 정화시켜 환경오염을 줄여주는 방수정화매트에 관한 것으로서, 벤토나이트와 제올라이트를 포함하여 형성된 방수정화층과, 상기 방수정화층을 양편에서 지지하면서 물을 통과시키는 투수성시트를 포함하여 이루어지는 것이다. 이러한 방수정화매트를 제조하는 방법은 직포상에 벤토나이트 입자를 도포하여 벤토나이트층을 형성하고 상기 벤토나이트층 상에 제올라이트 입자를 도포하여 방수정화층을 형성하는 공정과, 상기 방수정화층상에 부직포를 덮은 후 니들펀칭 공정으로 상기 방수정화층과 상기 직포 및 상기 부직포를 결합시키는 공정을 포함하는 것이다.

종래의 방수정화매트를 제조하는 장치는, 직포를 평탄하게 펴서 일정한 속도로 이동하는 컨베이어 벨트에 공급하면서, 직포위에 벤토나이트층을 올리고, 벤토나이트층 위에 제올라이트층을 적층한 후, 제올라이트층 상에 부직포를 평탄하게 덮은 후, 이렇게 적층된 직포, 벤토나이트층, 제올라이트층, 및 부직포 상호 간에 결속력을 가지도록 하기 위하여 니들 펀칭을 하도록 하는 장치이다.

그러나 이러한 종래의 장치는 벤토나이트층과 제올라이트층의 두께를 일정하게 유지하기가 어렵고, 벤토나이트와 제올라이트의 분포비율을 일정하게 유지할 수 없는 것이다. 이러한 장치에서 생산되는 제품은, 그 두께의 불균일과 성분 혼합 비율의 불균일로 인하여 제품 성능이 일정하지 못하고, 방수와 정화기능이 모든 면적에서 균일하지 못한 결함이 있었다.

또한, 종래의 장치는 작업자의 노동력이 많이 필요한 구성으로 되어 있어서 대량생산하는데에 제약이 많았고, 생산과정에서 많은 분진이 발생하여, 대기 오염을 일으키고 작업자의 건강을 해치는 문제가 있었다.

본 발명은 알갱이 또는 분말 형태의 재료 2가지 이상을 잘 혼합하여 직포 또는 부직포 사이에 포장하여 매트형태로 만드는 매트제조장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 분진 발생의 문제를 해소하는 매트제조장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 벤토나이트와 제올라이트를 혼합하여 일정한 두께와 혼합비가 일정한 방수정화매트를 제조하는 설비를 제공하려는 것이다.

본 발명은 방수정화매트를 대량 생산하기에 적합한 제조설비를 제공하려는 것이다.

본 발명은 차수기능과 정화기능을 가진 차수정화매트를 제조하는 장치로서,벤토나이트와 제올라이트를 혼합하여 분포 비율을 균일하게 하는 벤토나이트/제올라이트 교반기와, 상기 교반기에서 혼합된 혼합물을 일정한 폭의 슬리트에 일정한 속도로 배출하는 혼합물살포기와, 상기 혼합물을 상부에서 받는 직포와 상기 혼합물 위를 덮는 부직포를 각각 그 감긴롤에서 풀어서 일정한 속도로 이동하게 하는 한 쌍의 롤러를 가진 인발롤러와, 상기 인발롤러에 의하여 일정한 속도로 이동하는 직포, 혼합물 및 부직포를 함께 결합시켜 매트를 만드는 니들펀칭기를 가진 매트성형기를 포함한다.

본 발명은 또한 벤토나이트가 투입되는 호퍼1과, 호퍼1에 투입된 벤토나이트를 이송하는 벨트컨베이어과, 벨트컨베이어에 의하여 이송되는 벤토나이트를 상승이동시키는 엘리베이터컨베이어를 가진 벤토나이트이송기와, 상기 벤토나이트이송기에 의하여 이송된 벤토나이트에서 일정한 크기 이상의 물질을 걸러내는 망을 가진 호퍼2와, 호퍼3에 투입되는 제올라이트를 호퍼4로 이송하는 제올라이트이송기를 추가하고, 상기 호퍼2와 호퍼4의 출구를 통하여 배출되는 벤토나이트와 제올라이트를 상기 교반기에 인입되도록 한다.

본 발명은 호퍼2 또는 호퍼4에서 발생되는 분진을 포함한 공기를 팬으로 흡입하여 필터를 통과시켜서 분진과 공기를 분리하여 정화된 공기를 배출하는 공기정화기를 추가로 포함하고, 상기 매트성형기는 니들펀칭된 매트를 절단하기 위한 절단기와 매트를 권취하기 위한 권치기를 추가로 가지는 것이 특징이다.

본 발명에서 제올라이트이송기는 스크류식 이송기이고, 상기 교반기는 벤토나이트와 제올라이트를 혼합하면서 이송하는 스크류혼합기인 것이며, 혼합물살포기는 하부에 혼합물배출구가 슬리트(62) 형태로 형성되어 있는 케이스(61)와, 내부에 혼합물을 서로 반대방향으로 이동시키는 2개 이상의 스크류들을 가지고 있는 것이다. 호퍼2에는 상기 망(21)을 진동시키는 진동기를 가지는 것이 좋다.

본 발명의 차수정화매트제조장치는, 벤토나이트와 제올라이트를 혼합하여 일정한 두께와 혼합비가 일정한 방수정화매트를 제조할 수 있어서 제품의 품질 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

또 본 발명의 장치는 차수정화매트를 연속적으로 대량 생산하기에 적합하도록 되어 있어서 생산성을 높일 수 있다.

본 발명의 차수매트제조장치는 중앙제어장치를 추가하면 자동화가 용이하게 되어서 작업 인원을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 장치를 사용하면 분진 발생을 줄여서 대기 오염을 줄일 수 있고, 공장의 작업환경을 위생적으로 개선하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 차수정화매트제조장치를 나타낸 모식도이다.
도 2는 니들펀칭기의 니들어셈블리 측면도이고, 도 3은 니들의 측면도이고, 도 4는 매트의 단면도이다.

우리나라는 급속한 산업화, 도시화로 인하여 폐기물의 방생량 증가로 폐기물매립장, 매립장의 조성이 증가하고 있고, 최근에는 삶의 질의 향상을 위하여 생활주변에 하천, 폰드, 호수, 실개천, 저류지, 저수지, 수조, 연못, 습지, 인공습지, 분수대의 조성이 증가하고 있다.

이와 같은 폐기물매립장, 매립장, 하천, 폰드, 호수, 실개천, 저류지, 저수지, 수조, 연못, 습지, 인공습지, 분수대의 바닥, 사면, 측면에는 내용물 또는 저류물의 누수, 유출, 누출 등을 방지하기 위하여 차수시설의 설치가 필요하다. 그리고 폐기물매립장, 매립장의 상부에는 폐기물의 유출을 방지하고 외부로부터 우수 등의 유입을 방지하기 위하여, 그리고 하천, 폰드, 호수, 실개천, 저류지, 저수지, 수조, 연못, 습지, 인공습지, 분수대의 바닥에 침전된 침전물, 퇴적물의 상부에는 이들의 부상을 방지하기 위하여 복토시설의 설치가 필요하다.

이하에서 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 구체적으로 설명한다.

본 발명은 차수기능과 정화기능을 가진 차수정화매트를 제조하는 장치를 제공하기 위한 기술사상이다.

본 발명의 장치는, 벤토나이트와 제올라이트를 혼합하여 분포 비율을 균일하게 하는 벤토나이트/제올라이트 교반기(50)와, 교반기에서 혼합된 혼합물(64)을 일정한 폭의 슬리트에 일정한 속도로 배출하는 혼합물살포기(60)와, 혼합물을 상부에서 받는 직포(72)와 혼합물(74) 위를 덮는 부직포(73)를 각각 그 감긴롤에서 풀어서 일정한 속도로 이동하게 하는 한 쌍의 롤러를 가진 인발롤러(71)와, 인발롤러에 의하여 일정한 속도로 이동하는 직포, 혼합물 및 부직포를 함께 결합시켜 매트를 만드는 니들펀칭기(75)를 가진 매트성형기(70)를 포함한다.

여기서 교반기(50)는 벤토나이트와 제올라이트를 혼합하면서 동시에 이송하는 스크류혼합기들(51, 52)를 사용하면 편리하다. 이 스크류혼합기는 케이스 내부에 회전하는 스크류(53)가 내장된 것으로서 스크류의 회전으로 인하여 벤토나이트와 제올라이트가 혼합되면서 이송된다. 즉 일정한 작업위치로 혼합물을 이송하는 역할을 하면서 동시에 스크류 회전으로 벤토나이트와 제올라이트를 잘 혼합되게 하여 일정한 배합비율을 가지는 혼합물(54)로 만든다. 그래서 이 교반기에서 배출되는 혼합물은 일정한 혼합비율을 가지도록 설계되어야 하고 공정관리가 이루어져야 한다.

혼합물살포기(60)는 하부에 혼합물배출구인 슬리트가 길게 형성되어 있다. 슬리트(62) 형태로 형성되어 있는 케이스(61) 내에 혼합물을 서로 반대방향으로 이동시키는 2개 이상의 스크류(63)들을 가지고 있는 것이다. 이 스크류들은 스크류힘에 의하여 혼합물이 서로 다른 방향으로 이동되게 하는 것인데, 이렇게 함으로서 슬리트 배출구로 살포되는 혼합물이 슬리트 구멍 전체에 대하여 일정한 량으로 일정한 속도로 배출될 수 있고, 혼합물이 더욱 잘 혼합되어 일정한 분포로 배합될 수 있게 하는 것이다.

매트성형기(70)는 긴 받침대(76) 위에서 직포(72)가 그 롤에서 풀리면서 이동되도록 인발롤러(71)가 직포를 당겨 주도록 되어 있고, 혼합물살포기(60)의 슬리트(62)가 직포(72)위에 혼합물(74)을 배출하도록 결합되어 있다. 그리고 이 혼합물 위를 덮는 부직포(73)가 그 감긴 롤에서 풀려서 일정한 속도로 이동하도록 인발롤러(71)가 당겨 주고 있다. 인발롤러는 두개의 롤러 사이에 매트가 물려서 그 사이로 일정한 속도로 이동하도록 당기는 힘을 가하고 있으며, 이 롤러들은 도시하지 않았지만 물론 다른 동력에 의하여 회전되고 있는 것이다. 그리고 직포와 혼합물 및 부직포를 함께 결합시켜 매트를 만드는 니들펀칭기(75)가 인발롤러 전단에 위치하고 있다. 니들펀칭기는 일반적으로 알려진 일반니들펀칭기를 사용하면 된다. 또 니들펀칭된 매트를 제품으로 포장하여 출하하기 위하여 일정한 길이만큼 절단하기 위한 절단기(77)가 설치되고, 매트를 권취하기 위한 권치기(78)도 설치된다.

본 실시예에서 사용하는 니들펀칭기는, 일반적인 니들펀칭기의 니들을 개량한 것으로서, 도 2~4에서 보인 바와 같은 다수의 니들들이 하부로 향하도록 결합되어 있는 니들에셈블리(75)를 이동하고 있는 직포(81), 혼합물(82,83), 부직포(84) 위에 일정한 간격으로 하향으로 펀칭하여 부직포의 섬유가 섬유실(84-1)이 되어 직포에 결합하여 매트가 되게 하는 것이다.

이 니들펀칭기에 사용된 니들(75-1: 바늘)은, 도 3에서 보인 바와 같이, 주위에 다수개의 돌기(75-2)들이 돌출되도록 형성 또는 부착되는 것이다. 이러한 돌기바늘형 니들을 가진 니들펀칭기를 사용하게 되면 니들이 직포와 부직포를 바느질을 할 때, 도 4에서 보인 매트의 단면과 같이, 부직포(84)의 섬유실(84-1)을 바늘의 돌기(75-2)가 잡아채서 직포에 박히게 하여 부직포와 직포의 결합을 증진시키는 효과를 주어, 일반니들펀칭기에 비하여 더욱 견고한 매트를 제조할 수 있게 한다.

본 발명은 또 벤토나이트가 투입되는 호퍼1(1)와, 호퍼1에 투입된 벤토나이트를 이송하는 벨트컨베이어(11)와, 벨트컨베이어(11)에 의하여 이송되는 벤토나이트를 상승이동시키는 엘리베이터컨베이어(12)를 가진 벤토나이트이송기(10)와, 벤토나이트이송기에 의하여 이송된 벤토나이트에서 일정한 크기 이상의 물질을 걸러내는 망(21)을 가진 호퍼2(2)와, 호퍼3(3)에 투입되는 제올라이트를 호퍼4(4)로 이송하는 제올라이트이송기(40)를 가지고 있다.

호퍼1에 투입된 벤토나이트를 벨트컨베이어(11)가 엘리베이터컨베이어(12)로 이송하고 엘리베이터컨베이어는 벨트컨베이어(11)에 의하여 이송된 벤토나이트를 상승이동시키는 역할을 한다. 벤토나이트이송기(10)에 의하여 이송된 벤토나이트에서 일정한 크기 이상의 물질을 걸러내기 위한 망(21)이 호퍼2(2)에 설치된다. 호퍼2에는 망(21)을 진동시키는 진동기를 가지는 것이 좋은데, 망을 진동시키므로 걸름 작용을 잘 할 수 있게 된다. 호퍼3(3)에 투입되는 제올라이트를 호퍼4(4)로 이송하는 제올라이트이송기(40)는 스크류식 이송기를 사용한다.

호퍼2와 호퍼4의 출구를 통하여 배출되는 벤토나이트와 제올라이트는 교반기(50)에 인입되도록 결합되어 있다. 이 교반기는 호퍼를 가지고 인입되는 벤토나이트와 제올라이트를 받는 것이어도 되지만 좀더 간략화하기 위하여 반원형 케이스로 스크류 하부를 감싸고 스크류 상부는 오픈시켜서 스크류 상부 열린 부분으로 호퍼2와 호퍼4의 출구에 배출되는 벤토나이트와 제올라이트를 받도록 되어 있다.

또 호퍼2 또는 호퍼4에서 발생되는 분진을 포함한 공기를 정화하기 위하여 공기정화기(30)가 설치되는데, 이것은 분진 공기를 팬(31)으로 흡입하여 필터(32)를 통과시켜서 분진과 공기를 분리하여 정화된 공기(38)를 배출한다. 분진 공기의 흡입구는 호퍼2에 위치하는 것으로 도시되어 있지만 흡입구를 분로하여 분진이 발생되는 곳에는 어디든지 설치하여 환경을 더욱 깨끗하게 할 수 있음은 물론이다.

위에서 본 발명의 실시 예 하나를 들어서 설명하였지만, 본 발명의 기본 아이디어인 기술사상을 실현하기 위한 구체적인 구성요소의 선택은 같은 기능을 하는 다른 요소로 얼마든지 대체할 수 있음을 물론이고 이렇게 대체하였다고 하여도 본 발명의 일예에 해당된다고 할 것이다.

1, 2, 3, 4: 호퍼
10: 벤토나이트이송기 11: 벨트컨베이어
12: 엘리베이터컨베이어 13, 82: 벤토나이트
21:망 30: 공기정화기
31: 팬 32: 필터
33: 흡입탱크 34: 분진배출구
35: 조절게이트 36: 분진저장소
37: 분진공기 흡입관 38: 정화된 공기
40: 제올라이트이송기 43, 83: 제올라이트
50: 교반기 51, 52: 스크류혼합기
53(63): 스크류 54(64,74): 혼합물
60: 혼합물살포기 61: 케이스
62: 슬리트 64: 혼합물
70: 매트성형기 71: 인발롤러
72, 81: 직포 73,84 : 부직포
74: 혼합물 75: 니들펀칭기
75-1: 니들(바늘) 75-2: 니들 돌기
76: 받침대 또는 콘베어벨트 77: 절단기
78: 권치기 84-1: 섬유실

Claims (7)

1. 차수기능과 정화기능을 가진 차수정화매트를 제조하는 장치로서,
   벤토나이트가 투입되는 호퍼1과, 호퍼1에 투입된 벤토나이트를 이송하는 벨트컨베이어(11)와, 벨트컨베이어(11)에 의하여 이송되는 벤토나이트(13)를 상승이동시키는 엘리베이터컨베이어(12)를 가진 벤토나이트이송기(10)와,
   벤토나이트이송기에 의하여 이송된 벤토나이트에서 일정한 크기 이상의 물질을 걸러내기 위하여 망(21)과 이 망(21)을 진동시키는 진동기를 설치하여, 벤토나이트를 균일하게 선별하여 배출하는 호퍼2와,
   호퍼3에 투입되는 제올라이트(43)를 스크류식으로 호퍼4로 이송하는 제올라이트이송기(40)와,
   호퍼2와 호퍼4의 출구를 통하여 배출되는 벤토나이트와 제올라이트를 받아서 스크류로 혼합하여 분포 비율을 균일하게 한 혼합물을 배출하는 벤토나이트/제올라이트 교반기와,
   하부에 혼합물배출구가 슬리트(62) 형태로 형성되어 있는 케이스(61)와 케이스 내부에 혼합물을 서로 반대방향으로 이동시키는 2개 이상의 스크류들을 설치하여, 교반기에서 배출되는 혼합물이 케이스 내부에 인입되면 슬리트를 통하여 일정한 속도로 배출되게 하는 혼합물살포기와,
   한쌍의 롤러를 가진 인발롤러에 의하여 직포와 부직포를 각각 그 감긴 롤에서 풀어서 일정한 속도로 이동하게 하고, 직포가 일정한 속도록 움직이는 동안 직포 위에 혼합물살포기에서 일정한 속도로 배출되는 혼합물이 혼합물층을 형성하고, 혼합물층 위를 부직포가 덮어서 직포/혼합물/부직포로 된 층을 형성하게 하고, 다수개의 돌기들이 돌출 또는 부착된 다수개의 니들들로서 직포/혼합물/부직포로 된 층을 펀칭하여 직포, 혼합물, 및 부직포가 서로 결합된 차수정화매트를 만드는 니들펀칭기와, 니들펀칭된 차수정화매트를 절단하기 위한 절단기를 가진 매트성형기와,
   호퍼2 또는 호퍼4에서 발생되는 분진을 포함한 공기를 팬(31)으로 흡입하여 필터(32)를 통과시켜서 분진과 공기를 분리하여 정화된 공기를 배출하는 공기정화기(30)를 포함하여 이루어지고,
   차수정화매트를 구성하는 혼합물의 큰 부분을 차지하는 벤토나이트의 입자가 사전에 균일하게 선별되는 사전공정이 선행되어 양질의 벤토나이트가 제공되고, 벤토나이트와 제올라이트가 혼합되어 균일한 혼합비를 가지므로 매트 위치에 관계 없이 일정한 차수기능과 정화기능이 보장되는 차수정화매트를 제조할 수 있고, 제조 공정에서 발생되는 분진을 수집 제거하여 대기 오염을 방지할 수 있는 것이 특징인 차수정화매트제조장치.
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