KR100293564B1 - 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재의 재생방법 및 그의 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재의 재생방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 [ⅰ]바닥면(8)이 망사(Mesh)이며 내부 중간부에는 방사팩 여과재 바스켓의 지지대(6)가 형성되어 있는 원통형상의 몸체(9), [ⅱ]상기 몸체의 상단부에 위치하고 용제, 세정액 및 압축공기 유입구(1)를 갖는 몸체뚜껑(2), [ⅲ]상기 몸체 내부에 형성된 지지대(6) 상에 탈착이 가능하며, 바닥면(5)이 망사(Mesh)이며, 방사팩 여과재(4)들이 내장된 방사팩 여과재 바스켓(3) 및 [ⅳ]선택적으로 상기 몸체(9)의 하부에 탈착될 수 있는 가열대(13) 또는 건조대(14)로 구성된 장치로 방사팩 여과재를 재생한다.
본 발명은 동일장치 내에서 해중합, 세정 및 건조가 가능하고 에너지 및 세정액 사용양이 절감되며, 여과재(메탈파우더)의 형상을 그대로 유지시키면서 높은 효율로 재생시킬 수 있다.
Description
본 발명은 폴리에스테르사 제조에 사용되는 방사팩 여과재의 재생방법 및 그의 장치에 관한 것이다. 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재는 일정기간 사용시 여과재 내에 폴리머 및 산화티타늄 등이 퇴적되어 여과기능을 상실하므로 폐기처리 된다.
일반적으로 방사팩 여과재는 금속성 여과재, 금속체 및 비철금속림으로 구성되어 있다. 상기 금속성 여과재는 알루미늄, 니켈, 철 등의 합금재질인 0.2~2.5mm 크기의 무정형 미립자(이하 '메탈파우더'라고 한다.)로서 매우 고가 이다.
따라서 폐기처리된 방사팩 여과재로 부터 고가의 메탈파우더를 회수하여 재사용하는 기술이 지금까지 많이 연구되어 왔다. 방사팩 여과재를 재생하는 종래기술로서는 폐기처리된 방사팩 여과재를 에틸렌 글리콜과 같은 글리콜류 유기용제와 함께 밀폐된 용기내에 투입한 후 250~280℃로 가열하여 방사팩 여과재 내에 퇴적되어 있는 폴리머를 해중합하여 메탈파우더를 분리한 다음, 분리된 메탈파우더의 상층부에서 하층부로 세정액을 통과시켜 메탈파우더 내에 존재하는 산화티타늄 등의 이물질을 제거한 후, 용기 하단부를 가열하여 건조하는 방법이 많이 사용되고 있다.
그러나 이와 같은 종래기술은 해중합에 의해 분리된 메탈파우더가 방사팩 여과재 주변에 쌓이면서 글리콜류 유기용제와 폴리에스테르 고분자 간의 접촉을 방해하여 해중합 반응속도가 현저히 감소되는 문제가 있다.
또한 상기 종래기술은 분리된 메탈파우더 내에 잔존하는 산화티타늄 등의 이물질 제거에 많은 양의 세정액을 사용하여야 하고 세정효과 또한 충분하지 못한 문제가 있다. 건조시에도 에너지 소모량이 많아지고 건조시간도 길어진다. 특히 해중합 공정, 세정공정 및 건조공정을 각각 별개의 장치에서 실시해야 하기 때문에 장치가 복잡해지고 작업이 번거러워지는 문제가 있다.
한편, 해중합 속도 증가를 위해 교반기가 부착된 용기를 사용하여 해중합 및 세정시 와류를 형성해 주는 방법이 제안되었지만, 와류로 인해 메탈파우더의 형상이 파괴되는 문제가 있고, 해중합 반응속도의 증가도 미미한 수준에 불과하며, 건조시 에너지 소모량이 많은 등 기존의 문제점들을 해결할 수 없었다.
본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하므로서 방사팩 여과재로 부터 메탈파우더를 간단한 장치를 이용하여 효율적으로 회수하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 방사팩 여과재 재생에 필요한 해중합, 세정 및 건조공정 모두를 순차적으로 동일기대 내에서 실시할 수 있는 방사팩 여과재의 재생장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 해중합 반응속도가 빠르며, 분리된 메탈파우더 형상 보존율이 높고, 적은 세정액 및 에너지로도 분리된 메탈파우더를 짧은시간 내에 효과적으로 세정 및 건조할 수 있는 방사팩 여과재의 재생방법을 제공하고자 한다.
도 1은 가열대 및 건조대가 부착되지 않은 본 발명 장치의 단면 개략도이다.
도 2는 해중합시 본 발명 장치의 사용상태를 나타내는 단면 개략도이다.
도 3은 세정시 본 발명 장치의 사용상태를 나타내는 단면 개략도이다.
도 4는 세정시 본 발명 장치의 회전상태를 나타내는 단면 개략도이다.
도 5는 건조시 본 발명 장치의 사용상태를 나타내는 단면 개략도이다.
※도면 중 주요부분에 대한 부호 설명
1 : 용제, 세정액 및 압축공기 유입구 2 : 뚜껑
3 : 방사팩 여과재 바스켓 4 : 방사팩 여과재
5 : 방사팩 여과재 바스켓(3)의 바닥면 6 : 방사팩 여과재 바스켓의 지지대
7 : 메탈파우더 8 : 몸체의 바닥면
9 : 몸체 10 : 전기히터
11 : 세정액 12 : 회전로울러
13 : 가열대 14 : 건조대
본 발명은 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재의 재생방법 및 그의 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 폐기된 방사팩 여과재로 부터 메탈파우더를 효율적으로 회수하는 방법 및 그의 장치에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명인 방사팩 여과재의 재생장치는 도 1 및 도 2와 같이 [ⅰ]바닥면(8)이 망사(Mesh)이며 내부 중간부에는 방사팩 여과재 바스켓의 지지대(6)가 형성되어 있는 원통형상의 몸체(9), [ⅱ]상기 몸체의 상단부에 위치하고 용제, 세정액 및 압축공기 유입구(1)를 갖는 몸체뚜껑(2), [ⅲ]상기 몸체 내부에 형성된 지지대(6) 상에 탈착이 가능하며, 바닥면(5)이 망사(Mesh)이며, 방사팩 여과재(4)들이 내장된 방사팩 여과재 바스켓(3) 및 [ⅳ]선택적으로 상기 몸체(9)의 하부에 탈착될 수 있는 가열대(13) 또는 건조대(14)로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 원통형상인 몸체의 바닥면(8)을 형성하는 망사(Mesh)의 목(目) 크기는 0.2mm 이하 이고, 방사팩 여과재 바스켓의 바닥면(5)을 형성하는 망사(Mesh)의 목(目) 크기는 1~20mm 이다. 더욱 바람직하기로는 몸체의 바닥면(8)의 목(目) 크기는 0.1mm 이하 이고, 방사팩 여과재 바스켓의 바닥면(5)의 목(目) 크기는 5mm 정도 이다.
해중합시에는 원통상의 몸체(9) 내 지지대(6)에 방사팩 여과재 바스켓(3)이 내장되며, 몸체(9) 하부에는 전기히터가 내장된 가열대(13)가 부착된다.
상기 원통상의 몸체(9) 상단에는 용제 유입구(1)가 형성된 뚜껑(2)이 부착되어 있다. 상기 용제 유입구(1)로 글리콜류 유기용제를 유입하면서 가열대(13)로 가열하면 방사팩 여과재 내 폴리에스테르가 해중합 된다. 그 결과 방사팩 여과재로 부터 메탈파우더가 분리되며, 분리된 메탈파우더는 망사 형태인 방사팩 여과제 바스켓의 바닥면(5)을 통해 원통형상인 몸체의 바닥면(8)으로 자유 낙하하여 쌓이게 된다.
본 발명은 해중합시 분리된 메탈파우더에 의해 용제와 고분자의 접촉이 방해되지 않아 해중합 속도가 빨라짐을 특징으로 한다.
세정공정시에는 상기 원통상 몸체(9)로 부터 방사팩 여과재 바스켓(3)이 분리되며, 가열대(13) 역시 분리된다. 건조공정시에는 상기 원통상 몸체(9) 하단에 건조대(14)가 부착되어 진다.
이하 본 발명의 장치를 사용하여 방사팩 여과재를 재생하는 방법을 설명한다.
먼저 폐기된 방사팩 여과재(4)들을 바닥면이 1~20mm의 목(目) 크기를 갖는 망사(Mesh)로 구성된 방사팩 여과재 바스켓(3)에 내장한 다음, 상기 방사팩 여과재 바스켓(3)을 바닥면이 0.2mm 이하의 목(目) 크기를 갖는 망사(Mesh)이며 그 하부에 가열대(13)가 부착되어 있는 원통상 몸체(9)의 내부에 형성된 방사팩 여과재 바스켓의 지지대(6)에 결착하고, 몸체 뚜껑(2)에 형성된 유체 유입구(1)를 통해 원통상 몸체(9) 내에 글리콜류 유기용제를 유입하면서 가열하여 폐기된 방사팩 여과재(4) 내에 존재하는 폴리에스테르 폴리머들을 해중합 한다.
해중합시 온도는 250~280℃ 수준이며, 글리콜류 유기용제로는 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 또는 트리에틸렌글리콜 등을 사용한다.
해중합으로 분리된 메탈파우더는 방사팩 여과재 바스켓의 바닥면(5)을 형성하는 망사의 구멍사이로 자유낙하하여 몸체의 바닥면(8)에 쌓이게 된다. 이를 위하여 방사팩 여과재 바스켓의 바닥면(5)을 형성하는 망사(Mesh)의 눈(目) 크기는 메탈파우더의 최대직경보다 크게 설정하고, 몸체의 바닥면(8)을 형성하는 망사(Mesh)의 눈(目) 크기는 메탈파우더의 최소직경보다 작게 설정하는 것이 바람직하다.
다음으로서 원통상 몸체(9)로 부터 방사팩 여과재 바스켓(13)과 가열대(13)를 분리한 후 뚜껑(2)이 부착되어있는 원통상 몸체(9)를 도 3 및 도 4와 같이 원래위치에서 90°기울게 하여 회전로울러(12) 상에 수평으로 올려 원통형 몸체(9)를 회전시키면서 세정액 유입구(1)를 통해 세정액을 유입하여 분리된 메탈파우더를 세정한다.
분리된 메탈파우더 내에는 산화티타늄 등의 이물질이 존재한다. 이들 중 일부는 몸체의 바닥면(8)에 형성된 망사 목(目)을 통해 빠져나가지만, 대부분의 이물질들은 상기 세정공정에 의해 제거된다. 세정공정시 원통형 몸체(9)의 회전 선속도가 20cm/초 이하가 되도록 조절한다. 원통형 몸체(9)의 회전 선속도가 상기 범위를 초과하는 경우에는 메탈파우더의 형상 보존율이 저하된다.
세정액 유입구(1)를 통해 유입된 세정액은 도 5와 같이 원통상 몸체(9) 내에서 메탈파우더와 함께 회전하면서 메탈파우더를 세정한 후, 이물질을 함유하는 세정액은 원통상 몸체의 바닥면(8)을 형성하고 있는 망사의 구멍을 통해 밖으로 빠져나가게 된다.
다음으로는 원통형 몸체(9)를 회전로울러(12)와 분리하여 원래의 위치로 똑바로 세운 후 원통형 몸체(9) 하부에 건조대(14)를 부착하고, 압축공기 유입구(1)를 통해 압축공기를 유입하여 세정된 메탈파우더를 건조하여 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재를 회수한다. 이때 유입되는 압축공기는 가열을 통해 150~200℃로 조절한다.
압축공기 유입구(1)로 유입되는 압축공기는 메탈파우더내 수분을 건조시킨 후 몸체의 바닥면(8)을 형성하고 있는 망사의 구멍을 통해 밖으로 빠져나간다.
이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
＆실시예 1＆
폐기된 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재들을 본 발명의 방사팩 여과재 바스켓 내에 내장시킨다. 상기 방사팩 여과재 바스켓의 바닥면을 형성하는 망사의 목(目) 크기는 5mm 이다.
다음으로 상기 방사팩 여과재 바스켓을 본 발명의 원통형 몸체(9) 내에 설치한 후, 유체유입구로 디에틸렌글리콜을 유입하면서 가열하여 방사팩 여과재 내에 존재하는 폴리에스테르 폴리머를 해중합하여 메탈파우더를 분리한다. 이때 해중합 온도는 250℃, 해중합 시간은 4시간으로 한다. 상기 원통형 몸체의 바닥면을 형성하는 망사의 목(目) 크기는 0.1mm 이다.
해중합이 완료된 후 방사팩 여과재 바스켓과 가열대를 분리한 후 원통형 몸체를 90°기울인 상태에서 회전로울러를 이용하여 8cm/초 선속도로 회전시킴과 동시에 세정액을 유입하여 분리된 메탈파우더를 세정한다. 이때 세정액의 사용량은 메탈파우더 1kg당 5kg으로 한다.
세정이 완료된 후 원통형 몸체를 원래 상태로 세우고 건조대를 원통형 몸체 하단에 설치한다. 계속해서 200℃로 가열된 압축공기를 유입하여 세정된 메탈파우더를 2시간 동안 건조시킨다.
상기 해중합 공정 후 해중합 되지않은 고분자 잔존비율(2mm 이상의 크기를 갖는 고분자의 무게비율로 나타낸다), 세정공정 후 산화티타늄 잔존량과 메탈파우더의 형상파괴율, 건조공정 후 메탈파우더내 수분함량 등을 측정한 결과는 표 1과 같다.
＆비교실시예 1＆
직경이 200mm 이고 높이가 200mm인 원통형 일반용기 내에 폐기된 폴리에스테르 제조용 방사팩 여과재들을 디에틸렌글리콜 용액과 함께 투입한 후 270℃에서 10시간 동안 해중합하여 메탈파우더를 분리한다. 다음으로 분리된 메탈파우더 상부층에서 하부층으로 세정액을 통과시켜 세정한다. 이때 세정액 사용량은 메탈파우더 1kg 당 50kg으로 한다. 세정공정 후 상기 원통형 일반용기의 하부에 열을 가하여 세정된 메탈파우더를 5시간 동안 건조 시킨다.
상기 해중합 공중후 해중합 되지않은 고분자 잔존비율율(2mm 이상의 크기를 갖는 고분자의 무게비율로 나타낸다), 세정공정 후 산화티타늄 잔존량과 메탈파우더의 형상파괴율, 건조공정 후 메탈파우더내 수분함량 등을 측정한 결과는 표 1과 같다.
＆비교실시예 2＆
비교실시예 1의 원통형 일반용기 대신에 교반기가 설치된 원통형 용기를 사용하여 세정공정시 세정액과 분리된 메탈파우더를 용기내에서 교반하는 것을 제외하고는 비교실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 폐기된 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재들을 해중합, 세정 및 건조시켜 메탈파우더를 회수한다. 세정시 세정액 사용량은 메탈파우더 1kg당 100kg으로 한다.
상기 해중합 공정후 해중합 되지않은 고분자 잔존비율율(2mm 이상의 크기를 갖는 고분자의 무게비율로 나타낸다), 세정공정 후 산화티타늄 잔존량과 메탈파우더의 형상파괴율, 건조공정 후 메탈파우더내 수분함량 등을 측정한 결과는 표 1과 같다.
〈표 1> 측정결과
| 구 분 | 실시예 1 | 비교실시예 1 | 비교실시예 2 |
| 해중합 되지않는 고분자 잔존비율(%) | 0 | 15 | 13 |
| 산화티타늄 잔존량(PPM) | 5 | 500 | 200 |
| 메탈파우더의 형상파괴율(%) | 1.0 | 0.1 | 30.0 |
| 수분함량(PPM) | 90 | 100 | 100 |
| 메탈파우더 1kg당 건조시 에너지 소모량( Kcal) | 500 | 2,000 | 2,000 |
| 메탈파우더 1kg당 세정액 사용량(kg) | 5 | 50 | 100 |
본 발명의 장치는 방사팩 여과재 재생을 위한 해중합, 세정 및 건조공정 모두를 순차적으로 동일기대내에서 처리할 수 있다.
아울러 본 발명의 방법은 해중합으로 분리된 메탈파우더가 망사인 방사팩 여과재 바스켓의 바닥면(5)을 통해 원통형 몸체의 바닥면(8)으로 자유낙하 되기 때문에 용제와 고분자간의 접촉이 용이해져 해중합 반응속도가 빨라진다. 또한 해중합시 와류를 형성하지 않아 분리된 메탈파우더의 형상 보존율이 높다.
원통형 몸체(9)를 회전시키면서 메탈파우더를 세정하므로 세정효과가 우수하고 세정액 소모량이 절감된다. 원통형 몸체(9)의 바닥면이 망사(Mesh)이기 때문에 압축공기를 상부에서 하부로 유입시 건조효율이 증가된다. 그 결과 건조시간이 단축되고 압축공기 소모량도 절감된다.
Claims (4)
- [ⅰ]바닥면(8)이 망사(Mesh)이며 내부 중간부에는 방사팩 여과재 바스켓의 지지대(6)가 형성되어 있는 원통형상의 몸체(9), [ⅱ]상기 몸체의 상단부에 위치하고 용제, 세정액 및 압축공기 유입구(1)를 갖는 몸체뚜껑(2), [ⅲ]상기 몸체 내부에 형성된 지지대(6) 상에 탈착이 가능하며, 바닥면(5)이 망사(Mesh)이며, 방사팩 여과재(4)들이 내장된 방사팩 여과재 바스켓(3) 및 [ⅳ]선택적으로 상기 몸체(9)의 하부에 탈착될 수 있는 가열대(13) 또는 건조대(14)로 구성됨을 특징으로 하는 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재의 재생장치.
- 1항에 있어서, 원통형상인 몸체의 바닥면(8)을 형성하고 있는 망사(Mesh)의 목(目) 크기가 0.2mm 이하인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재의 재생장치.
- 1항에 있어서, 방사팩 여과재 바스켓의 바닥면(5)을 형성하고 있는 망사(Mesh)의 목(目) 크기가 1~20mm인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재의 재생장치.
- [ⅰ] 폐기된 방사팩 여과재(4)들을 바닥면이 1~20mm의 목(目) 크기를 갖는 망사(Mesh)로 구성된 방사팩 여과재 바스켓(3)에 내장하고,[ⅱ] 상기 방사팩 여과재 바스켓(3)을 바닥면이 0.2mm 이하의 목(目) 크기를 갖는 망사(Mesh)이며 그 하부에 가열대(13)가 부착되어 있는 원통상 몸체(9)의 내부에 형성된 방사팩 여과재 바스켓의 지지대(6)에 결착하고, 몸체 뚜껑(2)에 형성된 유체 유입구(1)를 통해 원통상 몸체(9) 내에 글리콜류 유기용제를 유입하면서 가열하여 폐기된 방사팩 여과재(4) 내에 존재하는 폴리에스테르 폴리머들을 해중합 하고,[ⅲ] 원통상 몸체(9)로 부터 방사팩 여과재 바스켓(13)과 가열대(13)를 분리한 후 뚜껑(2)이 부착되어있는 원통상 몸체(9)를 도 3 및 도 4와 같이 원래위치에서 90°기울게 하여 회전로울러(12) 상에 수평으로 올려 원통형 몸체(9)를 회전시키면서 세정액 유입구(1)를 통해 세정액을 유입하여 분리된 메탈파우더를 세정하고,[ⅳ] 계속해서 원통형 몸체(9)를 회전로울러(12)와 분리하여 원래의 위치로 똑바로 세운 후 원통형 몸체(9) 하부에 건조대(14)를 부착하고, 압축공기 유입구(1)를 통해 압축공기를 유입하여 세정된 메탈파우더를 건조시킴을 특징으로 하는 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재의 재생방법.
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| KR1019990018404A KR100293564B1 (ko) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 폴리에스테르사 제조용 방사팩 여과재의 재생방법 및 그의 장치 |
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| KR20000074455A KR20000074455A (ko) | 2000-12-15 |
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ID=19586998
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS60106515A (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-12 | Toray Ind Inc | パツク濾材の回収方法 |
| KR910018588A (ko) * | 1990-04-06 | 1991-11-30 | 하기주 | 방사팩 |
| KR940014932A (ko) * | 1992-12-17 | 1994-07-19 | 구창남 | 방사팩 여과재 |
| JPH06272108A (ja) * | 1993-03-17 | 1994-09-27 | Nippon Ester Co Ltd | 濾過フィルターの再生処理方法 |
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-
1999
- 1999-05-21 KR KR1019990018404A patent/KR100293564B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
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