KR100221219B1 - 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리비닐클로라이드의 분리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성수지 혼합물 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)와 같이 유사한 비중의 혼합물을 분리하는 방법에 관한 것으로 마찰전기를 충전시키기 전에 합성수지 혼합물을 열처리하여 자유낙하 분리기에 의한 정전기적 분리방법에 의해 유사한 비중범위에 속하는 합성수지 혼합물로 부터 입자를 분리할 수 있다.

Description

폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리비닐클로라이드의 분리방법
본 발명은 자유낙하 분리기에 의한 정전기적 분리방법에 의해 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)와 같은 중복된 비중범위에 존재하는 합성수지 혼합물로 부터 각종 화학적 종류의 합성수지 혼합물의 입자를 분리하는 방법에 관한 것이다.
현재 많은 나라에서 예를 들면 합성수지 음료수병과 같은 혼합된 합성수지 폐기물의 처리가 문제가 되고 있다. 그런데, 이와 같은 합성수지 음료수병은 PVC, PET 및 폴리에틸렌(PET)으로 이루어진 나사캡(돌려 닫는 뚜껑) 부분과 바닥 부분으로 구성되어 있어서, PET, PVC 및 PE로 혼합된 합성수지 폐기물이 발생하게 된다.
일반적으로 이와 같은 혼합된 합성수지 병은 PVC가 HC1- 분리하에 160의 연화온도 이상에서 분해되고 PE가 105 내지 135에서 용융되는 반면 PET는 260에서 비로소 용융되기 때문에 직접 재사용 불가능한 문제점이 있다. 이와 같은 혼합된 합성수지 병은 재사용 가능성이 없기 때문에 지금까지는 폐기물을 대부분 수거하지 않고 연소시키거나 보관하였지만, 협소해지는 보관 장소 및 새로운 쓰레기 소각 시설 건립에 대한 주민들의 저항으로 인하여 쓰레기 처리기술 및 재사용에 대한 관계당국의 규정이 강력하게 제한될 전망이다.
PVC를 함유하는 합성수지에 대해서는 이용자는 일반적으로 수익을 얻지 못하고 오히려 보관 비용에 따른 지출을 부담하게 된다.
한편, 오래전부터 순수한 종류의 재생 합성수지에 의한 재생품에 대해서 신상품에 대한 값으로 가격을 정하는 시장이 존재하고 있는데, 품질에 따라서 신상품 가격의 60에 이르는 것도 있다. 이에 따라 PVC를 함유하는 혼합된 합성수지의 분리방법에 대한 관심이 증가 되었다. 여러 가지 비중의 합성수지를 분리하기 위한 방법으로 하이드로사이클론을 투입하는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 이와같은 방법으로 본원에서 지적한 바와 같이 동일한 비중범위로 분리되는 합성수지가 존재하는 경우에는 이용할 수 없는 문제점이 있다.
다른 방법으로는, 합성수지 혼합물의 각종 융점을 이용하는 방법이 공지되어 있는데, 이 방법은 합성수지 혼합물을 연마하고 가열시켜 처음으로 용융되는 PVC를 회전롤러상에 점착되도록하여 혼합물로 부터 분리하는 방법이지만, 용융 분리 과정이 매우 느리게 진행되기 때문에 소량의 경우에만 적합하고 대량의 공업적 적용에는 문제점이 있다.
또 다른 방법으로 뢴트겐선(X선) 검파기를 사용하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법은 분광기에 의한 기술로 PVC병을 확인하여 기계적으로 분류하는 방법인데 이와 같은 방법도 소량의 경우에만 사용할 수 있다는 문제점이 있다. 상술한 방법은 독일특허 제30 35 649호에 공지되어 있으나 중복된 비중범위내에 속하는 혼합된 합성수지를 유효하게 분리할 수 없는 문제점을 가지고 있다.
또 다른 방법으로 자유낙하 분리기에 의한 정전기적 분리방법이 있는데, 이는 3 내지 7의 균등한 입자크기에서 합성수지 혼합물을 마찰전기로 충전시키고 자유낙하 분리기에 전극사이에 3 내지 5KV/cm로 유지시킨 정전기장에 도입한다.
소위 중간물질로서 혼합물의 추가 부분을 자유낙하 분리기를 통해 떨어뜨리는 동안 충전에 상응하는 물질의 일부를 각각의 전극에 분리시켜 전극이 없는 불완전한 정전기 충전을 유도해 낸다. 그러나 이와 같은 정전기적 분리방법은 동일한 밀도의 합성수지인 경우를 제외하고는 적용할 수 없는 한계가 있고 상술한 공지의 분리방법은 다량의 혼합물이 중간물질로 쌓이는 단점을 갖는다.
본 발명자는 상술한 바와 같은 정전기적 분리방법의 문제점을 극복하기 위하여 예의 연구한 결과, 합성수지 혼합물을 마찰전기의 충전에 앞서 70 내지 100의 처리온도에서 5분 이상 유지시키는 것만으로는 분리등급의 상승을 달성할 수 있거나 특정 합성수지 혼합물까지 효과적으로 분리시킬 수 있음을 발견하여 본 발명을 성안하게 되었다.
이로써 합성수지 혼합물의 잔류 수분을 명시하는 경우, 혼합물은 건조되고 합성수지는 동일하거나 매우 유사한 밀도로 분리될 수 있다.
이와 같은 열처리에 의해 합성수지의 표면에서 변화를 일으켜 더욱 우수한 정전기의 충전을 가능케 하는 방법이 용인되었다.
합성수지 혼합물의 마찰전기 충전시, 온도 범위는 15 내지 50, 바람직하게는 20 내지 35이고, 주위공기의 상대습도는 10 내지 40, 바람직하게는 15 내지 20인 것이 좋다. 자유낙하 분리기는 전계강도를 2 내지 3KV/cm로 유지시킬 경우 양호한 합성수지 혼합물을 제공한다.
이와 같이 적은 전계강도는 예를 들면 분진폭발과 같은 합성수지 입자의 발화를 야기할 수도 있는 불꽃방전과 같은 위험을 감소시킨다.
합성수지 혼합물의 입자크기는 10미만, 더욱 바람직하기로는 6미만이 좋으며, 이때 합성수지 혼합물은 열처리하기 전에 종이, 잔류음료와 같은 물질을 물로 세척한 병을 절단한 것이다. 이와 같은 세척은 세척공장에서 또는 터빈 세척기를 사용하여 수행되는데 오염이 정도에 따라 약간에 세척과정은 필수적으로 수행된다.
세척으로 인해 습윤된 혼합물은 원심분리기와 같은 탈수장치를 통해 2의 잔류수분가지 탈수 시킨다. 열처리한 후 마찰전기를 충전시키기 위해 합성수지 혼합물을 유동층 건조기로 탈수시킬 수 있다.
또한, 더욱 양호한 마찰전기를 충전시키기 위해 건조시킨 합성수지 혼합물을 나선형 스크류(나사)를 통해 적당한 길이로 제조하거나 압축공기를 의해 일정거리를 진행시킬수 있다.
첫번째 분리에 의해 수득되는 중간물질 혼합물도 분리 상승시켜야 할 경우 당연히 중간물질 혼합물에 대해 본 발명 방법을 반복하여 실시할 수 있는데 이 경우에는 이미 세척 과정을 거쳤기 때문에 통상의 세척과정을 거칠 필요가 없다.
추가로 분리하기 위해 예비농축물을 추가의 후위치 제어형 자유낙하 분리기에 공급할 수 있으며, 이때 미리 중간물질은 제2유동충 건조기에서 또 한 번 마찰전기를 충전시킨다. 잔류분획은 제1 유동층 건조기에 공급할 수 있으며 습윤된 제품과 혼합하는 경우 잘못 충전된 합성수지 입자는 새로 충전시키기 전에 방전시켜야 자유낙하 분리기에 계속되는 분리에 대해 높은 수율을 얻을 수 있다.
본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
잔류 음료 불순물을 제외한 출발 합성수지 음료수병 혼합물 100의 조성은 다음과 같다.
제1도는 실시예의 공정을 도식화한 흐름도로서 제1도에 따라 실시예를 나타내면 다음과 같다.
병 혼합물 100을 연속적으로 평량장치에 의해 작동하는 습윱제분기에 공급하고 물을 공급하면서 약 6의 입자직경으로 분쇄한다. 또한, 오염용액을 함유하는 종이류는 제거한다.
그 후 세척기에서 당해 제품을 강하게 교반시키고 마찰분리기에 운반한 다음 합성수지에 존재하는 종이 모래 및 다른 오염물질과 같은 잔류 오물을 분리시킨다.
다음으로 합성수지 단편에 물을 흡수시키고 폴리올레핀을 분리하기 위하여 하이드로사이클론에 공급한다. 생성되는 PVC, PET 혼합물을 전동 시브(sieve) 상에 투석시키고 유체로 부터 건조시켜 원심분리한 다음 유동층 건조기 1에서 70 내지 100에서 6분동안 열처리하여 건조시킨다.
경우에 따라서 여전히 유동층에 존재하는 최종 종이 잔류물을 배기시켜 제거하고 사이클론에 의해 공기 배출구로 부터 분리시킨다.
그리고 나서 당해 예비건조시킨 제품을 30에서 3분 동안 유동층 건조기 2에서 농축시킨 다음 충전시킨다. 유동층으로 부터 충전된 제품을 연속해서 2개의 자유낙하 분리기 외부에 존재하는 분리시설에 공급한다. 제1분리 단계에서 수득된 PVC 농축물을 나선형 스크류를 통해 제2의 자유낙하 분리기로 이동 시키는데 이때 합성수지 입자는 새롭게 선택적으로 충전된다.
이와 같이 충전된 합성수지 혼합물을 분리기 2에서 퍼센트 함량이 높은 PVC 농축물, 중간물질 분획 및 약 53의 PET를 함유하는 분획으로 분리시킨다. 최종 물질은 제1분리 단계의 중간물질과 함께 유동층으로 새로 충전시키기 위해 재순환 된다.
즉, 병 혼합물은 모두
따라서, 종류별로 정련된 혼합물에 있어서 순도가 95이상이므로 재사용이 가능하게 된다.
수율(절대량)은 다음과 같다.

Claims (9)

  1. 마찰 전기를 충전시키기 전에 합성수지 혼합물을 70 내지 100에서 수분이상 동안 열처리하는 것을 특징으로 하여, 자유낙하 분리기에 의한 정전기적 분리방법에 의해 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)와 같은 중복된 비중범위에 존재하는 화학적 종류의 합성수지로 부터 합성수지 혼합물 입자를 분리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 마찰전기 충전시키는 동안합성수지 혼합물이 15 내지 50, 바람직하게는 20 내지 35의 온도 및 10 내지 40, 바람직하게는 15 내지 20의 상대습도에 유지됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 자유낙하 분리기가 2 내지 3KV/cm의 전계강도에 작동함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 합성수지 혼합물의 입자크기가 10이하, 바람직하게는 6이하임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 합성수지 혼합물은 열처리에 앞서 종이와 같은 이물질을 제거하도록 물로 씻어냄을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 원심분리기와 같은 탈수장치로 잔류 수분함량 2이하로 혼합물을 탈수시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 마찰전기를 충전시키기 위해 합성수지 혼합물을 유동층 건조기에 도입하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 합성수지 혼합물을 나선형 스크류에 의해 충분한 거리로 진행시킴을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 합성수지 혼합물을 압축공기에 의해 충분한 거리로 진행시킴을 특징으로 하는 방법.
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