KR100365953B1 - 폐비닐의 재생방법 및 폐비닐 펠렛 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐비닐 또는 폐폴리에칠렌(PE)을 활용가능한 펠렛으로 제조하는 폐비닐의 재생 방법 및 폐비닐 펠렛 성형 장치에 관한 것으로, 폐비닐 재생시 물을 사용치 않는 것이다.

본 발명은 파쇄시킨 폐비닐 또는 폐PE를 제강과정에서 나오는 제강분진과 PP를 생산하고 남은 피치 및 왁스를 열이 가해지는 반죽기에 넣고 교반날개를 회전시켜 상기 원료를 혼합시킴으로써 상기 원료들이 겔상태가 되게 하고, 이를 압출기로 압출시키면서 커팅장치로 적정크기로 절단시킨 후, 찬공기가 공급되는 펫렛 성형장치를 거쳐 재생가능한 펫렛을 제조하는 것으로, 폐비닐 또는 폐PE 재생시 물을 사용하지 않아 수질오염을 막을 수 있고, 제강분진 또한 재활용할 수 있다.

Description

폐비닐의 재생방법 및 폐비닐 펠렛 성형장치{.}

본 발명은 폐비닐 또는 폐폴리에칠렌(PE)을 활용가능한 펠렛으로 제조하는 폐비닐의 재생 방법 및 폐비닐 펠렛 성형 장치에 관한 것으로, 폐비닐 재생시 물을 사용치 않는 것이다.

농어촌 또는 산업현장에서 다량으로 배출되는 폐비닐 또는 폐PE는 썩는 기간이 너무 오래 걸려 매립할 경우 환경오염 문제가 대두되므로 재활용하는 방법을 채택하고 있다.

현재까지 폐비닐 또는 폐PE를 재생하는 방법은 도 1 에 도시된 공정도에 도시되어 있는 바와 같이 수거된 폐비닐 또는 폐PE는 파쇄기(1)에 넣어 일정크기로 파쇄하고, 파쇄된 원료는 세탁조(2)에 물과 함께 투입하여 파쇄원료에 붙어 있는 이물질을 제거하고, 이물질이 제거된 원료는 탈수조(3)에 투입하여 세척시 뭍어있는 물을 탈수시키고, 탈수된 원료는 용융압출기(4)에 투입하여 히터열로 용융시키면서 일측으로 배출시키고, 용융된 원료는 커팅장치(5)에서 적정직경의 구멍으로 압출시키면서 칼날로 일정크기로 절단하고, 일정크기로 절단된 원료는 서로 달라붙게 되므로 냉각조(6)에 투입하여 수온으로 냉각시키고, 냉각된 원료는 다시 탈수조(7)에 투입하여 물을 탈수 시킴으로써 펠렛(8)을 만들게 된다.

상기된 재생방법은 공정이 복잡하고 특히 파쇄된 원료를 세척할 때와 커팅된 원료를 냉각시킬 때 물을 사용하게 되므로, 수질을 오염시키게 되는 문제가 있으며, 사용된 물을 재처리하여 배출시킬 경우는 수질처리 비용이 많이 들어 결국 운전비용이 증가되므로 폐비닐 또는 폐PE의 재활용에 걸림돌이 되고 있다.

본 발명은 폐비닐 또는 폐PE를 재생시킴에 있어서, 물을 사용하지 않고 재생시킬 수 있도록 하여 수질오염을 방지하는 한편 수처리비용이 들지 않도록 하며, 간단한 공정으로 다량처리가 가능하도록 한 것이다.

본 발명은 파쇄시킨 폐비닐 또는 폐PE를 제강과정에서 나오는 제강분진과 PP를 생산하고 남은 피치 및 왁스를 열이 가해지는 반죽기에 넣고 교반날개로 교반시켜 상기 원료를 혼합시킴으로써 상기 원료들이 겔상태가 되게 하고, 이를 압출기로 압출시키면서 커팅장치로 적정크기로 절단시킨 후, 찬공기가 공급되는 펫렛 성형장치를 거쳐 재생가능한 펫렛을 제조하도록 한다.

본 발명의 펫렛 성형장치는 커팅장치에서 이송된 원료를 상,하 진동되는 나선형 스크류의 상부로 불어서 이동시키고, 이송된 원료는 나선형 스크류에 형성된 관통홀을 통하여 하부로 배출되게 하며, 관통홀을 통과하지 못하고 뭉쳐진 원료는 나선형 스크류를 타고 배출되게 하고, 상기 나선형 스크류의 하부에서는 찬 공기를 불어 주며 상부에는 집진장치를 설치하므로써 이루어진다.

또한 본 발명의 펠렛 성형장치는 나선형스크류의 하측으로 관통홀이 형성되지 않은 나선형스크류를 설치하여 관통홀을 통과한 원료를 모아서 배출시키도록 한다.

도 1 은 기존의 습식 폐비닐 재생 공정도

도 2 는 본 발명의 건식 폐비닐 재생 공정도

도 3 은 본 발명의 반죽기 단면도

도 4 는 본 발명의 반죽기 벽체 단면도

도 5 는 본 발명의 펠렛 성형장치 단면도

도 6 은 본 발명의 펠렛 성형장치 다른 실시예 단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 파쇄기 4 : 용융압축기 5 : 커팅장치

8 : 펠렛 10 : 반죽기 11 : 반죽통

12,12a : 교반날개 15 : 열선 20 : 펠렛성형장치

21 : 성형통 22 : 나선형스크류 23 : 관통홀

25 : 캠 26 : 모터 27 : 송풍기

28 : 집진장치

본 발명은 도 2 에 도시된 공정도와 같으며, 기존과 동일한 기능 블록에는 동일 도면 부호를 부여한다.

수집된 폐비닐 또는 폐PE를 패쇄기(1)에 투입하여 적정크기로 파쇄하는 파쇄단계와, 파쇄된 원료에 제강분진, PP를 빼고난 피치, 왁스를 열이 가해지는 반죽기(10)에 투입하여 교반날개(12)(12a)를 회전시켜 겔상태를 만드는 반죽 단계와, 겔상태의 원료를 용융압출기(4)에서 압출시키며 커팅장치(5)에서 일정크기로 절단하는 절단 단계와, 절단된 원료를 펠렛 성형장치(20)에 이송시켜 하부에서 찬공기가 공급되고 상하 진동되는 나선형 스크류(22)를 타고 하강시키면서 펠렛을 형성시키는 성형단계를 거침으로써 물을 사용하지 않고 건식방법에 의한 재생이 가능한 것이다.

상기된 파쇄단계는 통상의 파쇄기(1)를 이용하여 수거된 폐비닐 또는 폐PE를 10~15cm 정도로 파쇄시키게 되는 것으로 폐비닐에 묻어 있던 흙 등의 이물질과 금속재 또는 목재등의 이물질은 파쇄과정에서 대부분 하부로 배출되어, 파쇄된 원료에는 소량의 흙 등만 묻어 있게 된다.

원료 파쇄과정에서 공기를 불어주면 더욱 효과적으로 폐비닐 원료와 이물질의 분리가 가능하다.

파쇄기(1)에서 파쇄된 원료는 반죽기(10)로 투입되어 제강분진,PP를 빼고난 피치, 왁스등과 혼합되어 겔 상태의 원료가 된다.

여기서 반죽기(10)는 도 3 과 도 4 에 도시된 바와 같이 반죽통(11)의 중앙에 상하로 교반날개(12)(12a)가 설치되고 상기 교반날개(12)12a)는 회전축(13a)에 상하 고정되어 모터(13)에 의해 회전되게 구성되며, 교반날개(12)(12a)의 회전력에 의해 파쇄된 원료는 투입된 원료와 반죽되어 진후 반죽된 원료는 각각 이송관(18)(19)을 타고 이송되게 구성된다.

이송관(18)으로 이송되는 파쇄원료는 공기를 이용하여 이송시키고 이송관(19)으로 이송되는 반죽원료는 스크류등을 이용하여 이송시킨다.

반죽통(11)에는 단열재(16)에 열선(15)을 내장시켜 설치하고 내측에는 내통(17)을 설치하여 반죽원료가 단열재(16)와 접촉되는 것을 차단하며, 반죽통(11) 상부에는 커버(14)를 씌워준다.

반죽통(11)에서는 교반날개(12)(12a)의 회전열과 열선(15)에 의한 발열로 파쇄원료를 겔 상태로 반죽하게 되며, 열선(15)에 의한 발열은 150℃ 정도로 유지한다.

반죽통(11)에는 파쇄기(1)에서 파쇄시킨 원료와 함께 제강분진, PP를 빼고난피치, 왁스 등을 투입하게 되는데 폐비닐 또는 폐PE가 20-30중량%, 제강분진이 60-70중량%, PP를 빼고난 피치가 7~8중량%, 왁스가 2-3중량%가 되게 투입하고, 전체 원료 중량이 100Kg~150Kg일 때 20-30분 정도 교반날개(12)(12a)에 의한 혼합이 일어나게 한다.

반죽단계에서는 반죽통(11)의 열선(15)에 의한 열과 교반날개(12)(12a)의 회전에 의한 마찰열로 전체 원료가 겔 상태의 반죽이 되게 되며, 이때 원료중에 제강분진이 다량 첨가 되어 있어 폐비닐 또는 페PE원료가 녹더라도 점성이 높지 않아 교반날개(12)(12a)의 회전과 반죽이 가능한다.

반죽기(10)에서 겔 상태로 반죽된 원료는 용융압출기(4)로 이동되어 적정크기의 직경을 갖는 구멍으로 압출되고 이를 커팅장치(5)에서 회전칼날로 일정길이로 커팅하여 원하는 크기의 녹아있는 펠렛을 만드는 커팅단계를 거치게 된다.

본 발명의 커팅단계는 기존 재생장치와 동일하여 상세설명을 생략한다.

상기 커팅장치(5)에서 커팅된 녹아있는 펠렛은 강한바람을 이용하여 도 5 와 같은 펠렛 성형장치(20)로 이송시키되 이송관(31)을 통하여 펠렛 성형장치(20)의 상부로 이동시킨다.

펠렛 성형장치(20)는 성형통(21) 내부 중앙에 나선형 스크류(22)를 설치하되 상기 나선형 스크류(22)의 상부는 스프링(24)에 탄지시키고 하부는 모터(26)에 의해 회전되는 캠(25)에 지지시킴으로써 모터(26) 회전시 캠(25) 작동에 의해 나선형 스크류(22)가 상,하로 진동하듯 이동하게 한다.

나선형 스크류(22)에는 펠렛보다 큰 직경의 관통홀(23)이 다수개 형성되고 나선형 스크류(22)와 성형통(21)사이는 약간의 틈만 준다.

상기 성형통(21)의 하측에는 송풍기(27)를 장착시켜 찬 공기를 불어 넣어 주게 하고 상부에는 집진장치(28)를 설치하여 공기중의 먼지를 제거한 후 대기중으로 배출되게 한다.

그리고 성형통(21)의 하부에는 완전 성형된 펠렛(8)을 이송시키는 이송관(33)을 설치하는 한편 나선형 스크류(22)를 타고 이송된 펠렛 덩어리를 모아주기 위한 이송관(32)을 설치한다.

커팅장치(5)에서 커팅되어 바람으로 펠렛 성형장치(20)에 이송된 원료는 냉각되지 않은 펠렛이므로 이를 나선형 스크류(22)의 관통홀(23)을 통하여 하향 배출되게 하며, 이렇게 관통홀(23)을 통하여 시간을 갖고 배출되게 한 이유는 찬공기에 의해 냉각되도록 하기 위함이다.

나선형 스크류(22)를 캠(25)으로 상,하 진동시키는 이유는 펠렛이 관통홀(23)을 통하여 원활히 배출되게 하기 위함이다.

그리고 펠렛이 식지 않고 뭉쳐져서 관통홀(23)을 빠져나가지 못할 경우 나선형 스크류(22)를 타고 하향이동되면서 냉각된 후 별도로 배출하게 된다.

한편 본 발명의 펠렛 성형장치(20)는 도 6 과 같이 나선형스크류(22)의 하부하측에 관통홀(23)이 형성되지 않은 나선형스크류(22a)를 설치하여 관통홀(23)로 빠진 펠렛을 모아줄 수 있으며, 모터(26)의 회전력을 크랭크축(26a)과 연결로드(26b)를 통하여 나선형스크류(22)에 전달할 수 있다.

펠렛 성형장치(20)에서 관통홀(23)을 통하여 배출된 펠렛(8)은 최종 재생 원료로 사용되고, 나선형 스크류(22)를 타고 배출된 큰 크기의 펠렛을 한번 더 파쇄 과정을 거쳐 재생 원료로 사용되게 된다.

본 발명은 폐비닐 또는 폐PE 재생시 물을 사용하지 않아 수질오염의 우려가 없고 수처리 비용을 절감시킬 수 있으며, 물을 사용하는 습식공법에 비해 다량의 원료 처리가 가능하고, 공정이 간단하여 폐비닐 또는 폐PE의 재생으로 환경오염을 줄이는 동시에 운전비용을 줄일 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 제강시 발생되는 제강 분진을 재활용할 수 있다.

Claims (5)

1. 수집된 폐비닐 또는 폐PE를 패쇄기(1)에 투입하여 적정크기로 파쇄하는 파쇄단계와,

   파쇄된 원료에 제강분진, PP를 빼고난 피치, 왁스를 열이 가해지는 반죽기(10)에 투입하여 교반날개(12)(12a)의 회전열로 겔상태를 만드는 반죽 단계와,

   겔상태의 원료를 용융압출기(4)에서 압출시키며 커팅장치(5)에서 일정크기로 절단하는 절단 단계와,

   절단된 원료를 펠렛 성형장치(20)에 이송시켜 하부에서 찬 공기가 공급되고 상하 진동되는 나선형 스크류(22)를 타고 하강시키면서 펠렛을 형성시키는 성형단계로 이루어진 폐비닐의 재생방법.
2. 제 1 항에서, 반죽단계는 파쇄원료 20-30중량%를 열선(15)에 의해 150℃로 가열되고 교반날개(12)(12a)가 설치된 반죽통(11)에 넣고 여기에 제강분진이 60-70중량%, PP를 빼고난 피치가 7~8중량%, 왁스가 2-3중량%가 되게 투입한 후 교반날개(12)(12a)를 20-30분간 운전시켜 겔상태의 반죽으로 만드는 폐비닐의 재생방법.
3. 제 1 항에서, 성형단계는 펠렛 형태로 절단되고 냉각되지 않은 원료를 나선형 스크류(22)의 관통홀(23)과 나선형 스크류(22)를 타고 하향이동시키며 배출시키되, 성형통(21)의 하부에서 찬 공기를 불어 넣어 하향 이동되면서 냉각이 이루어지도록 하는 폐비닐의 재생방법.
4. 폐비닐을 이용한 펠렛성형에 있어서,

   펠렛형태로 절단된 냉각되지 않은 원료는 성형통(21) 상부로 투입되게 하고,

   상기 성형통(21) 내부에는 펠렛보다 큰 직경의 관통홀(23)이 뚫린 나선형 스크류(22)를 설치하되 상기 나선형스크류(22)는 상,하 진동되게 모터(26)와 캠(25)을 설치하고,

   상기 성형통(21)의 하부에는 관통홀(23)을 통과한 펠렛과 나선형 스크류(22)를 타고 이동되는 펠렛을 배출시키는 이송관(32)(33)을 설치하는 한편 찬 공기를 불어 넣는 송풍기(27)를 설치한 것을 특징으로 하는 폐비닐 펠렛 성형장치.
5. 제 4 항에서, 나선형스크류(22)의 하측으로 관통홀(23)이 형성되지 않은 나선형스크류(22a)를 설치하여 관통홀(23)을 통과한 펠렛이 타고 이동되게 구성한 것을 특징으로 하는 폐비닐 펠렛 성형장치.