採用皮革副產物製造板的方法及用該方法製造的板的製作方法

2023-10-21 06:30:52 2

專利名稱：採用皮革副產物製造板的方法及用該方法製造的板的製作方法
技術領域：
本發明涉及採用天然皮革副產物製造板的方法及根據該方法製造的板，尤其涉及可適合作為建築用內飾材料的石膏板、紋理板(texture board)使用的採用天然皮革副產物製造板的方法及根據該方法製造的板。在此，包括用物理方法對作為天然皮革副產物的剪裁廢料(Shaving scrap)進行打碎(Beating)處理之後以化學方法採用粘結料(Binding materials)進行粘結的工藝，由此提高纖維之間的結合力、成型性、形狀穩定性、強度、彎曲破壞載荷等，並對其進行乾燥、壓製成型而製造出板。
背景技術：
最近，因廢棄物造成的環境汙染問題越來越嚴重。各種廢棄物引起環境汙染問題的主要原因在於，由於再回收利用率低下而導致不能用焚燒、填埋等方法來對廢棄物進行再資源化。即，由於可填埋廢棄物的空間的局限性以及焚燒時產生的二惡英(Dioxin)和各種有害物質，造成土壤、地下水、大氣的汙染。因此，為了對廢棄的皮革副產物進行再資源化，人們正在進行各種研究。尤其，人們採用將皮革廢棄物的纖維(Fiber)應用於工業的方案，對建築內飾材料、皮革片等進行開發研究。與此相關的專利已在韓國授權專利公報第10-0829058號、韓國公開專利公報第 10-2006-0081182 號中公開。但是，對於如上所述的現有技術而言，對皮革副產物進行微細化之後，添加作為粘結料的乳膠(Latex)和柔軟劑，由此製造出具有柔軟特性的溼狀薄片，之後經過乾燥工藝製造出板狀的片材，然而這種板狀的片材僅限於用作代替各種皮革材料的材料。但是，如上所述的方法存在不能滿足板需要具備的強度、硬度、耐火性、含水率、厚度等的問題，因此只能在使用天然皮革的諸如包、鞋、壁紙等具有柔軟性的柔性的產品中使用。因此存在市場的局限性。為了解決上述問題，當對剪裁廢料(Shaving scrap)進行短纖維化之後在抄紙機中進行脫水，以使板滿足適宜的強度、厚度、硬度等時，由於脫水力的減弱而導致纖維之間的結合力低下，且由於使用過量的化學物品而導致二次汙染，因此不能滿足板需要具備的厚度、強度、硬度。並且，如上所述的現有的方法是適用於生產薄片和柔軟產品的工藝，因此不適合製造具有較高的強度、硬度、厚度的產品。並且，所使用的粘結料對提高纖維之間的結合力方面存在局限性，因此造成產品性能不良以及環境汙染。

發明內容
本發明是為了解決上述問題而提出的，其目的在於提供可適合作為產業用建築材料的石膏板、紋理板使用的採用天然皮革副產物的板的製造方法及根據該方法製造的板。 在此，包括用物理方法對皮革副產物進行打碎(Beating)處理之後以化學方法採用具有高玻璃化溫度(Tg)的乳膠粘結料(Latexadhesive binding material)來進行粘結的工藝，由此提高纖維之間的結合力、強度、硬度的同時降低含水率，並且通過在成型板中脫水而形成為板狀之後，進行壓製成型，以符合石膏板規格，從而製造出石膏板標準製品。並且，本發明的另一目的在於提供可通過提高資源的再利用率和再回收率來製造對健康和環境具有更加合理的高附加價值性的板的採用天然皮革副產物的板的製造方法及根據該方法製造的板。在此，不需要通過將石膏與粘結料混合之後鋪到紙框架上的現有的石膏板製造方法來製造板，而是通過對纖維狀的皮革廢棄物中混合具有高玻璃化溫度 (Tg)的水溶性苯乙烯丁二烯乳膠(Styrene Butadiene latex)物質，並進行一次脫水之後， 在成型框架上經過壓制工藝最終製造出在硬度、強度、含水率、厚度上符合石膏板要求的產品。
作為解決上述問題的手段，根據本發明的利用作為天然皮革副產物的剪裁廢料製造板的方法包括打碎工藝P100，對所述剪裁廢料進行微細化；儲存工藝P200，儲存所述被微細化的纖維；混合工藝P300，向所述已儲存的被微細化的剪裁廢料混合具有高玻璃化溫度的苯乙烯丁二烯乳膠；溼式制板工藝P400，將混合有所述被微細化的剪裁廢料和苯乙烯丁二烯乳膠的混合物製造成板狀的板；真空脫水工藝P500，去除所述已製造的板狀的板的水分；乾燥工藝P600，對所述經真空脫水的板狀的板進行乾燥；以及壓制工藝P700，對所述經乾燥的板狀的板進行擠壓成型，以符合石膏板的規格。另外，所述打碎工藝PlOO可以通過對剪裁廢料進行10 60分鐘的打碎處理來進行短纖維化。並且，在所述打碎工藝(P100)中，加入水之後對所述剪裁廢料進行微細化，在所述儲存工藝P200中，為了使板具備多種功能，在混合粘結料之前，根據產品的用途，基於所加入的水100重量份，混合0. 01 10重量份的水溶性的阻燃劑，使得用剪裁廢料製造的板具有阻燃性。並且，在所述打碎工藝(P100)中，加入水之後對所述剪裁廢料進行微細化，在所述混合工藝P300中，基於所加入的水100重量份，混合玻璃化溫度為30°C以上的水溶性苯乙烯丁二烯乳膠0. 5 30重量份，由此可提高剪裁廢料纖維之間的結合力。並且，在所述溼式制板工藝P400中，為了製造符合石膏板規格的板狀的板，可通過基於水壓的脫水處理來使含水量降低為60%以下。並且，在所述真空脫水工藝P500中，可對通過基於水壓的脫水處理而殘留的水分再次進行脫水，以製造含水量為30%以下的板狀的板。並且，在所述乾燥工藝P600中，可使板狀的板乾燥成含水量為10%以下。並且，所述壓制工藝P700可以在溫度為60 140°C、壓力為50 170kgf/cm2下成型1 60分鐘，以製造板狀的板。本發明涉及採用天然皮革副產物製造板的方法及利用該方法製造的板，具體來說具有如下優點。即，本發明包括用物理方法對作為天然皮革副產物的剪裁廢料(Shaving scrap)進行打碎(Beating)處理之後以化學方法採用粘結料(Binding materials)進行粘結的工藝，由此可提高纖維之間結合力、成型性、形狀穩定性、物理強度，並對其進行乾燥、 壓製成型而製造出板，從而可適用於作為建築內飾材料的石膏板、紋理板等。並且，與為了通過應用現有的剪裁廢料來開發成天然皮革的替代材料的具有薄且柔軟的特性的片材不同，本發明利用具有高玻璃化溫度(Tg)的乳膠和阻燃劑進行處理，因此能夠克服剪裁廢料的局限性，成型為用作建築內飾材料的各種形態的產品。並且，本發明從將石膏與粘結料混合之後鋪到紙框架的現有的石膏製造方式中擺脫，而對纖維狀的皮革廢棄物進行加工、粘結、壓制，因此具有提高廢棄物的再回收利用和簡化生產工藝的優點。並且，由於將皮革製造過程中大量產生的剪裁廢料應用於商業中，從而具有可以通過提高資源再回收利用和資源的高附加價值化，製造板的優點。因此，可通過再回收利用作為纖維狀廢棄物的剪裁廢料來防止環境汙染，並且在相關行業中具有可節省廢棄物處理費用的效果。


圖1為示出根據本發明實施例一的採用皮革副產物的板的製造方法的框圖；圖2為示出根據本發明實施例一的板與根據對比例一的板的強度、含水率、彎曲破壞載荷的實物照片。附圖主要符號說明P100為打碎工藝，P200為儲存工藝，P300為混合工藝，P400 為溼式制板工藝，P500為真空脫水工藝，P600為乾燥工藝，P700為壓制工藝。
具體實施例方式上述的本發明的目的和特徵以及優點可通過參照附圖和以下的詳細說明變得更
容易理解。以下，參照附圖對本發明的優選實施例的構成以及其作用效果進行詳細說明。圖1為示出根據本發明實施例的採用天然皮革副產物的板的製造方法的框圖，以下對所述板的製造方法進行詳細說明。本發明的採用作為天然皮革副產物的剪裁廢料(Shaving scrap)製作膏板的方法的特徵在於，經過如下工藝來製造具有優異的強度、含水率和彎曲破壞載荷的板。即，包括 打碎工藝P100，對所述剪裁廢料進行微細化；儲存工藝P200，儲存所述被微細化的纖維；混合工藝P300，將具有高玻璃化溫度(Tg)的乳膠混合到所述已儲存的被微細化的剪裁廢料； 溼式制板工藝P400，用混合有所述剪裁廢料和乳膠的混合物製造板狀的片材；真空脫水工藝P500，去除所述已製造的板狀的片材的水分；乾燥工藝P600，對所述被真空脫水的板狀的片進行乾燥；壓制工藝P700，對所述經乾燥的板狀的片材進行擠壓成型，以符合石膏板的規格。另外，所述本發明不使用通常在板製造工藝中用作粘結料的聚丙烯(PP， polypropylene)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、具有低玻璃化溫度(Tg)的乳膠等化學物質，而使用工業合成的具有高玻璃化溫度(Tg)的苯乙烯丁二烯(SB)乳膠，由此經過打碎工藝到最終壓制工藝而製造出具有優異的強度、含水率、彎曲破壞載荷的板。這一點與現有產品存在區別。並且，沒有將在通常的石膏板製造工藝中所使用的半水石膏(CaSO4 ·1ΛΗ20)用作原料，且也不使用為了維持石膏板的形狀而使用的紙材，而是將作為代替半水石膏的皮革副產物的剪裁廢料用作主要原料，並代替維持石膏板的形狀的紙材而使用具有高玻璃化溫度(Tg)的苯乙烯丁二烯(Styrene Butadiene latex)乳膠，以加強表面的強度。這一點與現有產品存在區別。
所述本發明的打碎工藝PlOO為通過剪裁廢料的微細化來提高皮革副產物的纖維之間的結合力，並通過進行微細化使產品的表面變得光滑以改善觸摸性的工藝，優選為直到易於脫水的範圍為止進行微細化。在上述進行的打碎工藝PlOO中，優選地對剪裁廢料進行10 60分鐘的打碎處理，以使剪裁廢料短纖維化。在此，如果打碎處理時間較長，則因剪裁廢料纖維的微細化而降低脫水力，並在隨後的工藝中降低根據加入的化學物品的纖維之間的結合力。而且，如果打碎處理時間較短，則雖然能提高脫水力，但會使產品表面粗糙。並且，在所述打碎工藝中，加入水之後對所述剪裁廢料進行微細化，在所述本發明的儲存工藝P200中，為了使板具備多種功能，在混合粘結料之前，基於在打碎工藝(P100) 中加入的水100重量份混合0. 01 10重量份的水溶性的阻燃劑，使得用剪裁廢料製成的板具有阻燃性。但是，對於不需要耐火性的板而言，在儲存工藝P200中無需使用阻燃劑。所述本發明的混合工藝P300為在被微細化的剪裁廢料的纖維之間形成結合的工藝，玻璃化溫度(Tg)為30°C以上的水溶性SB乳膠的用量優選為基於在打碎工藝(P100)中加入的水100重量份混合0. 5 30重量份，以使剪裁廢料的纖維之間具有結合力。另外，為了提高被微細化的剪裁廢料的纖維之間的結合力而使用的具有高玻璃化溫度(Tg)的乳膠優選為選擇使用一種SB乳膠或多種SB乳膠。在此，作為市場上銷售的具有高玻璃化溫度(Tg)的乳膠，具體來說水溶態的SB乳膠可使用例如商品名為S-205、 S-;350、S-358(韓鬆化學株式會社HansolChemical Co. , Ltd)的乳膠。在上述進行的混合工藝P300中，具有高玻璃化溫度(Tg)的水溶態的乳膠為通過苯乙烯(Styrene)與丁二烯(Butadiene)的共聚合反應而製成的SB乳膠，其用量較高時， 根據未結合的成分而導致增加水質汙染，並且由於粘結料的特性而在作為隨後進行的工藝的溼式制板工藝P400中顯著減小脫水力，從而降低生產率。並且，相對於纖維之間的結合力，如果使用過量的乳膠，則過多的粘結料會附著在板的表面上，導致發生觸摸性降低等問題。如果使用量較少，則會減弱剪裁廢料纖維之間的結合力，因此會發生降低強度和彎曲破壞載荷的問題。優選地，在所述本發明的溼式制板工藝P400中，為了用混合剪裁廢料和具有高玻璃化溫度(Tg)的SB乳膠的原料製造符合石膏板規格的板狀的板，通過基於水壓的脫水處理，使含水量降低為小於60%。所述基於水壓的脫水處理是指利用水壓差來進行脫水。例如，板在網狀物上流動時，板上面的水分向下流動，從而根據網狀物的左右搖晃而被脫水。在進行完溼式制板工藝P400之後，如果含水量較低，則難以在隨後的工藝中去除水分，而且具有高玻璃化溫度的乳膠原原本本地殘存於板的表面，從而使得產品的觸摸性變差，如果含水量較高，則過多的粘結料根據脫水而與水分一起作為廢水排出，從而中不能殘留在板上，因此會發生降低板的物質特性的問題。優選地，所述本發明的真空脫水工藝P500中，對通過基於水壓的脫水而殘留的水分再次進行脫水，製造出含水量小於30%的板狀的板。在上述所進行的真空脫水工藝P500中，如果含水量高，則會因板的不均勻的乾燥而引起波紋(Wave)現象，並且根據乾燥時間延長而導致生產率降低。所述本發明的乾燥工藝P600為通過蒸發水分來減小在作為隨後進行的工藝的壓制工藝P700中因水分殘留而導致的產品不良率的方法，在此需要進行充分地乾燥，以使水
6分的含量達到10%。所述本發明的壓制工藝P700為在一定溫度和壓力條件下成型板的工藝，而且是決定最終產品的強度、含水率、彎曲破壞載荷、成型性、形狀穩定性的工藝，優選地在溫度為 60 140°C、壓力50 170kgf/cm2下進行1 60分鐘。如果脫離這個條件，則具有高玻璃化溫度(Tg)的SB乳膠可能會引起表面泛黃現象。以下，根據本發明的優選實施例進行詳細說明，但以下所說明的本發明的實施例並不是用於限定本發明的技術範圍，而是為了使本發明所屬技術領域的具有普通知識的技術人員更加明確且容易地理解本發明而進行說明。實施例一對剪裁廢料進行20分鐘的打碎(Beating)處理，使剪裁廢料短纖維化。然後，將短纖維化的剪裁廢料移到儲存工藝之後，基於100重量份的水，加入1重量份的作為具有高玻璃化溫度(Tg)的水溶性SB乳膠(Styrene Butadienelatex)的S-205，混合攪拌10分鐘。 並且，為了形成為板狀(board)，在溼式制板工藝中進行基於水壓的脫水，以使含水量小於 60%。然後，再進行作為基於真空的二次脫水工藝的真空脫水工藝，以使含水量小於30%。 然後，利用乾燥室(Dry chamber)進行乾燥，以使含水量達到10%以下。然後，在120°C的溫度和150kgf/cm2的壓力下經壓制壓縮工藝製造出板。對比例一根據與所述實施例一相同的方法進行處理，但不添加具有高玻璃化溫度(Tg)的 SB乳膠(Styrene Butadiene latex)，而對剪裁廢料進行打碎之後，為了使其形成為板狀 (board)進行溼式制板工藝，並且進行利用真空脫水工藝的脫水以及乾燥室(Dry chamber) 的乾燥工藝，然後在120°C的溫度和150kgf/cm2的壓力下經壓制壓縮工藝製造出板。圖2示出了根據所述實施例一和對比例一製造的板，表1示出對表面強度、含水率、彎曲破壞載荷進行評價的結果。表權利要求
1.一種採用皮革副產物來製造板的方法，其特徵在於包括 打碎工藝，對作為所述皮革副產物的剪裁廢料進行微細化； 儲存工藝，儲存所述被微細化的剪裁廢料；混合工藝，混合所述被微細化的剪裁廢料和具有高玻璃化溫度的苯乙烯丁二烯乳膠； 溼式制板工藝，將混合有所述剪裁廢料和苯乙烯丁二烯乳膠的混合物製造成板狀的板；真空脫水工藝，去除所述已製造的板狀的板的水分；乾燥工藝，對所述經真空脫水的板狀的板進行乾燥；以及壓制工藝，對所述經乾燥的板狀的板進行擠壓成型，以符合石膏板的規格。
2.根據權利要求1所述的採用皮革副產物來製造板的方法，其特徵在於，在所述打碎工藝中，對作為所述皮革副產物的剪裁廢料進行10 60分鐘的打碎處理，以對所述皮革副產物的剪裁廢料進行短纖維化。
3.根據權利要求1所述的採用皮革副產物來製造板的方法，其特徵在於，在所述打碎工藝中，加入水之後對所述剪裁廢料進行微細化，在所述儲存工藝中，基於所加入的水100重量份，添加水溶性的阻燃劑0. 01 10重量份。
4.根據權利要求1所述的採用皮革副產物來製造板的方法，其特徵在於，在所述打碎工藝中，加入水之後對所述剪裁廢料進行微細化，在所述混合工藝中，基於所加入的水100重量份，混合玻璃化溫度為30°C以上的水溶性苯乙烯丁二烯乳膠0. 5 30重量份。
5.根據權利要求1所述的採用皮革副產物來製造板的方法，其特徵在於，在所述溼式制板工藝中，通過基於水壓的脫水處理來使含水量降低為60%以下，以製造符合石膏板規格的板狀的板。
6.根據權利要求5所述的採用皮革副產物來製造板的方法，其特徵在於，在所述真空脫水工藝中，對通過基於水壓的脫水處理而殘留的水分再次進行脫水，以製造含水量為 30%以下的板狀的板。
7.根據權利要求1所述的採用皮革副產物來製造板的方法，其特徵在於，在所述乾燥工藝中，使板狀的板乾燥成含水量為10%以下。
8.根據權利要求1所述的採用皮革副產物來製造板的方法，其特徵在於，在所述壓制工藝中，在溫度為60 140°C、壓力為50 170kgf/cm2下成型1 60分鐘。
9.一種用權利要求1至8中任意一項所述的製造方法來製造的板。
全文摘要
本發明涉及採用天然皮革副產物製造板的方法及根據該方法製造的板，尤其涉及可適合作為建築用內飾材料的石膏板、紋理板(texture board)使用的採用天然皮革副產物製造板的方法及根據該方法製造的板。在此，包括用物理方法對作為天然皮革副產物的剪裁廢料(Shaving scrap)進行打碎(Beating)處理之後以化學方法採用粘結料(Binding materials)進行粘結的工藝，由此提高纖維之間的結合力、成型性、形狀穩定性、強度、含水率、彎曲破壞載荷等，並對其進行乾燥、壓製成型而製造出板。
文檔編號D21J1/16GK102345250SQ2010105960
公開日2012年2月8日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年7月29日
發明者樸俊泓, 樸南柱, 李相喆, 梁熙德, 申恩哲, 金元柱, 金在錫 申請人:鄭鎮度, 金在錫