KR100430730B1

KR100430730B1 - 압출식 수지 분쇄장치

Info

Publication number: KR100430730B1
Application number: KR10-2001-0024793A
Authority: KR
Inventors: 최종호
Original assignee: 최종호
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2004-05-10
Also published as: KR20010074318A

Abstract

본 발명은 수지 분쇄장치에 관한 것으로, 상측에 유입구(101)가 형성되며 분쇄된 수지가 유입되는 본체(100)와; 상기 본체(100)의 중앙부위를 관통하고 외주면에 나사익편(111)이 형성되며 외부의 동력에 의해 회전되어 본체(100)로 유입된 분쇄 수지를 전방부로 이송시키는 스크류(110)와; 상기 스크류(110)를 감싸는 형상으로 상기 본체(100)에 결합되어 분쇄수지의 이송로가 되는 케이싱(120)과; 상기 케이싱(120)에 결합되는 노즐(130); 그리고, 상기 스크류(110)에 의해 이송된 분쇄수지를 스크류(110)의 회전력을 이용하여 열용융압착시켜 상기 노즐(130)측으로 송출시키는 열용융압착수단(150):를 포함하여 구성되는 압출식 수지 분쇄장치를 기술적 요지로 한다. 이에 따라, 스크류(110)의 회전에 의해 발생되는 마찰열을 이용하여 수지를 순간적으로 열용융압착하여 감용시킴에 의해 감용효율이 증가될 뿐만 아니라, 재사용이 가능한 임의의 형상으로 형성시키기가 용이하다는 이점이 있다.

Description

압출식 수지 분쇄장치{extruding type crusher for resin}

본 발명은 수지 분쇄장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 폐수지를 스크류의 고속회전력에 의해 압착시키는 방법으로 폐수지를 압출하여 재활용이 가능한 상태로 성형시키는 압출식 수지 분쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로 발포성 수지는 발포폴리스티렌(EPS), 발포폴리프로필렌(EPP), 발포폴리에틸렌(EPE), 폴리스틸렌 페이퍼(PSP), 폴리우레탄(PU), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 등이 있으며, 상기의 발포성 수지들은 가전제품 완충재, 모니터, 반도체 운반용기, 컵라면용기, 자동차용시트, 스타킹 등 다양한 용도로 사용된다.

그리고 비발포성 수지로는 요구르트병 등의 주원료로 사용되는 스티렌 및 페트병이라 불리는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등이 있다.

상기의 수지들 중 발포폴리스틸렌, 스티렌 및 PET 등이 일부 재활용되는 실정이며 다른 것들은 거의 재활용이 되지 못하는 실정이다.

즉 상기의 수지들은 대부분 일회용이며, 발포수지인 경우에는 부피가 크기 때문에 압축하여 재 사용하여야 하는 바, 압축하기 위해서는 소정 장소로 이동하여야 하며 이동시 소요되는 물류비용등이 고가이므로 재활용 가치가 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 상기의 수지들을 재활용하기 위해 수지를 감용시키는 여러가지 기술들이 소개되고 있는 실정이다.

상기의 종래기술은 대한민국특허청 등록실용신안공보 공개번호 제1985-4691 및 1996-30699호에 소개된 바와 같이, 부피가 큰 수지를 단순히 작은조각으로 분쇄시키는 분쇄기로서, 큰 부피의 수지가 작은 조각으로 분리되는 면은 있으나, 전체적인 부피는 줄어들지 않게 되는 문제점이 있다.

그리고 다른 종래 종래기술은 열풍 또는 전기를 이용하여 수지에 직접열을 가함에 의해 수지를 용융압축시키는 방법이 있으나, 상기의 방법은 수지에 열을 가하기 위하여 따로이 열발생장치를 구비하여야 하며, 장시간으로 수지에 열이 가해짐에 의해 수지의 품질이 저하되는 문제점이 있다.

또 다른 종래기술로는 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 제145102호에 다단압축방식의 스티로폴 감용기가 소개되어 있는 바, 상기의 종래기술은 분쇄된 스티로폴 조각들을 압축실린더를 이용하여 압축함에 의해 부피를 줄이려는 방법이나, 상기의 방법은 따로이 압축실린더가 설치되어 장치의 구조가 복잡해질 뿐만아니라 비경제적이라는 문제점이 있다.

한편 대한민국특허청 공개실용신안공보 공개번호 2000-13013호에는 본 발명의 출원인이 기출원한 발포수지 압축분쇄장치가 소개되어 있는 바, 상기의 기술은 발포수지를 압축하여 소정크기로 절단하여 재활용가능한 상태로 만드는 장치로 발포수지를 감용시키는 면은 있으나, 이 또한 단순하게 부피를 감소시키는 장치의 한계성은 극복하지 못한다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 수지를 순간적으로 열용융시켜 감용 압출시키는 압출식 수지 분쇄장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 감용압출된 수지는 재사용이 용이한 형상으로 형성되는 압출식 수지 분쇄장치를 제공하는 것을 또한 목적으로 한다.

도1 - 본 발명에 따른 압출식 분쇄장치의 사시도.

도2 - 본 발명에 따른 압출식 분쇄장치의 분해사시도.

도3 - 본 발명에 따른 압출식 분쇄장치의 요부종단면도.

도4 - 노즐의 단면도.

도5 - 압출식 분쇄장치의 압력분포도.

도6 - 발포폴리스티렌의 처리전 및 처리후의 형상을 보인도.

도7 - 발포폴리프로필렌의 처리전 및 처리후의 형상을 보인도.

도8 - 폴리스티렌 페이퍼의 처리전 및 처리후의 형상을 보인도.

도9 - 스티렌의 처리전 및 처리후의 형상을 보인도.

도10 - 폴리우레탄의 처리전 및 처리후의 형상을 보인도.

도11 - 열가소성 폴리우레탄의 처리전 및 처리후의 형상을 보인도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 본체 101 : 유입구

110 : 스크류 111 : 나사익편

120 : 케이싱 121 : 홈부

122 : 통공 130 : 노즐

131 : 배출공 140 : 와셔

150 : 열용융압착수단 151 : 단부나사익편

152 : 공간부 153 : 경사부

160 : 배기관 161 : 스냅링

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상측에 유입구가 형성되며 분쇄된 수지가 유입되는 본체와; 상기 본체의 중앙부위를 관통하고 외주면에 나사익편이 형성되며 외부의 동력에 의해 회전되어 본체로 유입된 분쇄 수지를 전방부로 이송시키는 스크류와; 상기 스크류를 감싸는 형상으로 상기 본체에 결합되어 분쇄수지의 이송로가 되는 케이싱과; 상기 케이싱에 결합되는 노즐; 그리고, 상기 스크류에 의해 이송된 분쇄수지를 스크류의 회전력을 이용하여 열용융압착시켜 상기 노즐측으로 송출시키는 열용융압착수단:를 포함하여 구성되는 압출식 수지 분쇄장치를 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 스크류는 스크류의 나사익편의 축경이 전방부측으로 가면서 줄어들고, 스크류의 나사익편과 나사익편 사이의 거리가 전방부로 가면서 줄어들도록 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 케이싱은 케이싱의 내주면에 등간격으로 홈부가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열용융압착수단는, 상기 스크류의 단부에 형성된 단부나사익편과; 상기 노즐의 단부내주면에 형성되며 중앙부측으로 테이퍼지도록 형성된 경사부와; 상기 단부나사익편과 경사부 사이에 형성되며 이송된 분쇄수지가 위치되어 스크류의 회전에 의한 마찰열에 의해 분쇄수지가 열용융압착되는 공간부;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 스크류는 상기 본체로 유입되어 스크류의 회전에 의해 전방부로 이송되는 분쇄수지와의 열교환에 의해 냉각되며, 상기 케이싱은 내부와 관통된 통공이 형성되며, 외주면에 배기관이 연결 결합되도록 구성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 분쇄된 수지가 유입되어 스크류의 회전에 의해 단부나사익편과 케이싱의 경사부사이에 위치된 분쇄수지에 마찰열이 전달되어 순간적인 열전달에 의해 분쇄수지가 열용융압착되어 노즐을 통하여 외부로 배출되므로, 수지의 효율적인 감용이 이루어지며 재사용이 용이한 상태로 만들어지는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 압출식 분쇄장치의 사시도이고, 도2는 분해사시도이고, 도3은 요부종단면도이고, 도4는 노즐의 단면도이고, 도5는 공간부의 이격거리에 따른 분쇄수지의 압력분포도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압출식 수지 분쇄장치는 크게 본체(100)와, 스크류(110)와, 케이싱(120)과, 노즐(130)과, 와셔(140) 그리고 열용융압착수단(150)로 구성된다.

먼저 본체(100)에 대해 설명한다.

상기 본체(100)는 상부에 분쇄된 수지가 유입되는 유입구(101)가 형성된 대략원통형상으로 구성되며, 전,후방부가 개구된 형태로 구성되어 상기 개구부측으로 후술하는 스크류(110)가 결합된다. 그리고 상기 유입구(101)와 연통되어 본체(100) 내부에 공간이 형성되어 상기 공간으로 분쇄수지가 수집된다.

상기 스크류(110)는 상기 본체(100)의 개구부를 관통하여 설치되며, 외부동력을 전달받아 회전된다. 그리고 상기 스크류(110)의 외주면에는 소정의 나사익편(111)이 다수개 형성되어 스크류(110)의 회전방향과 동일방향으로 회전되며 상기 본체(100)의 공간으로 유입된 분쇄수지를 전방부로 이송시킨다.

상기 스크류(110)의 외주면에 형성된 나사익편(111)은 후방부측보다 전방부측의 나사익편(111)의 축경이 점차로 줄어들게 구성될 뿐만 아니라, 나사익편(111)과 나사익편(111) 사이의 거리도 전방부측으로 가면서 점차적으로 줄어들도록 형성되어 분쇄수지의 유동력이 증가되며, 분쇄수지가 후술하는 공간부(152)측으로 점차적으로 집중되도록 구성된다.

그리고 상기 스크류(110)의 단부에는 단부나사익편(151)이 형성되어 회전에 의한 마찰열을 제공한다.

상기 케이싱(120)은 양측이 개구된 대략 원통형상으로 구성되며, 상기 본체(100)에 결합된다. 상기 케이싱(120)의 본체(100)결합은 상기 본체(100)의 개구부를 관통하여 설치된 스크류(110)의 외표면 일부를 감싸는 형상으로 상기 스크류(110)와 소정이격되어 설치되며, 상기 케이싱(120)의 내부는 분쇄수지가 이송되는 이송로가 된다. 그리고 상기 본체(100)와 케이싱(120)의 결합부에는 와셔(140)이 결합됨에 의해 후술하는 공간부(152)의 거리가 결정된다. 즉, 상기 본체(100)와 케이싱(120) 사이에 결합되는 와셔(140)의 갯수가 증가하면 공간부(152)의 거리가 커지게 되며 갯수가 줄어들면 공간부(152)의 거리가 줄어들게 된다.

상기 케이싱(120)의 내부에는 원주면의 길이방향으로 연결되어 다수개의 홈부(121)가 형성된다. 상기 홈부(121)는 스크류(110)의 회전에 의해 분쇄수지가 스크류(110)의 전단부로 이송되는 과정에 스크류(110)의 원심력에 의해 분쇄수지가 케이싱(120)의 내측면에 집중되면 이동이 원활하지 못하는 경우기 발생되는 바, 케이싱(120)의 내측면으로 이동된 분쇄수지는 상기 홈부(121)를 통하여 스크류(110)의 전방부측으로 용이하게 유동하도록 하는 유동로 역할을 하게 된다.

그리고 상기 본체(100)에 유입된 분쇄수지는 전방부측으로 유동되어야 하는 바, 상기 분쇄수지의 전방부측 유동을 원할하게 하기 위해 상기 케이싱(120)의 원주연에는 배기관(160)이 형성되어 상기 배기관(160)을 통하여 공기를 강제흡입시킴에 의해 분쇄수지의 전방부 이동은 용이하게 이루어진다. 즉, 상기 케이싱(120)의 원주면에는 내부와 관통된 다수개의 통공(122)이 형성되며, 통공(122)이 형성된측의 외주연에 외주연을 감싸는 형상으로 배기관(160)이 형성되어 외부의 흡기변과 연결되어 본체(100) 내부로 유입된 분쇄수지의 전방부측 유동을 용이하게 한다.

여기서 상기 케이싱(120)의 외주면에 결합되는 배기관(160)에는 스냅링(161)이 결합된다.

상기 케이싱(120)의 타측단부에는 노즐(130)이 결합되어 후술하는 열용융압착수단(150)에서 순간적으로 연화 압착된 분쇄수지가 노즐(130)에 형성된 배출공(131)을 통하여 외부로 배출된다.

상기 노즐(130)은 대략 원판형태로 형성되며, 중앙부에는 배출공(131)이 형성되며, 내측 단부가 상기 스크류(110)의 단부와 소정 이격되도록 형성되며 상기 이격부가 후술하는 열용융압축부(150)의 공간부(152)가 되며 상기 공간부(152)에 수집되는 분쇄입자가 스크류(110)의 회전에 의한 마찰열을 전달받아 순간적으로 열용융압착된다. 여기서 상기 공간부(152)는 스크류(110)의 단부와 노즐(130)의 내측단부사이의 이격거리를 의미한다.

그리고 상기 노즐(130)의 내측단부면에는 외측에서 중심방향으로 가면서 전방부측으로 소정 테이퍼진 경사부(153)가 형성되어 공간부(152)에서 열용융압착된 분쇄수지가 노즐(130)의 배출공(131)측으로 용이하게 배출되도록 한다.

상기 열용융압착수단(150)은 본체(100) 내부로 유입되어 전방부측으로 유동된 분쇄수지를 열용융압착시키는 부분으로 크게 단부나사익편(151)과 경사부(153)와 공간부(152)로 구성된다.

상기 단부나사익편(151)은 상기의 나사익편(111)과 동일한 형상으로 형성되며 상기 스크류(110)의 단부면에 외측으로 돌출된 형태로 형성된다.

그리고 상기 경사부(153)는 상기 노즐(130)의 타측단부 내주면에 외측에서 중앙부로 가면서 전방부측으로 소정 테이퍼지도록 형성되며, 상기 스크류 단부와 노즐(130)의 내측단부에는 소정의 공간이 형성되는 바, 상기 공간이 공간부(152)가 된다.

스크류(110)에 의해 전방부로 이송된 분쇄수지는 최종적으로 상기 공간부(152)에 수집된다. 즉, 분쇄수지가 상기 공간부(152)에 수집됨에 의해 스크류(110)의 단부와 노즐(130)의 내측단부 사이에 끼이게 된다.

그리고 상기 스크류(110)가 회전함에 의해 스크류(110) 단부와 노즐(130)의 내측단부 사이게 끼인 분쇄수지는 스크류(110)의 회전압력에 의한 마찰열을 전달받아 열용융됨과 동시에 압력에 의해 압착된다. 열용융압착된 분쇄수지는 경사부(153)를 따라 노즐(130)의 배출공(131)측으로 집중되어 배출공(131)을 통하여 외부로 배출된다. 이때, 상기 스크류(110)의 후방부측에서는 전방부측으로 계속적인 분쇄입자가 공급됨에 의해 상기 배출공(131)를 통하여 외부로 배출되는 용융수지는 연속적으로 배출되게 된다.

상기의 구성에 의한 작동효과는 후술하는 바와 같다.

분쇄수지가 본체(100)의 유입구(101)를 통하여 본체(100)내부로 유입되면 스크류(110)의 회전동력에 의해 분쇄수지는 전방부측으로 유동된다. 이때 스크류(110)의 회전 원심력에 의해 분쇄입자가 스크류(110)의 외측방향으로 유동됨에 의해 전방측 유동이 원활하지 못할 염려가 있는 바, 케이싱(120)에 형성된 통공(122)을 통하여 공기를 강제흡입시킴에 의해 분쇄입자는 케이싱(120)의 내주면에 형성된 홈부(121)를 통하여 전방부로의 이동도 가능하다.

분쇄입자의 전방부 이송은 대부분 스크류(110)에 의해 이루어지며 일부는 흡입공기에 의한 압력에 의해 이루어 진다. 이동된 분쇄입자는 스크류(110)의 단부와 노즐(130)의 내측단부 사이에 형성된 공간부(152)에 밀집수집되어 스크류(110)의 회전력에 의한 마찰에 의해 열용융됨과 동시에 압착되어 노즐(130)의 배출공(131)을 통하여 외부로 배출된다. 그리고 상기 공간부(152)의 이격거리에 의해 마찰열이 제어되는 바, 이격거리가 크게 되면 마찰이 감소하게 되어 마찰열 또한 감소하게 되며, 공간부(152)의 이격거리가 줄어들게 되면 마찰이 증가하게 되어 마찰열이 증가한다.

그리고, 사용자는 상기 본체(100)와 케이싱(120) 사이에 결합되는 와셔(140)의 갯수를 조절시킴에 의해 공간부(152)의 이격거리를 조절시켜, 열용융압출시키고자 하는 수지의 연화점에 따라 공간부(152)의 이격거리를 조절하여 수지를 열용융압착 할 수 있다.

상기의 장치를 이용하여 수지를 열용융압착하여 처리한 바, 도6 내지 도11에서는 폐수지의 처리전 형상과 처리후의 형상을 나타내었다.

처리는 공간부(152)의 거리를 1㎜로 하여 열용융압착하였다.

도시된 바와 같이, 처리후의 수지들은 마찰열에 의해 순간적으로 열용융압착되어 노즐의 배출공을 통하여 배출된 후, 다시 고화되었다.

상기의 구성에 의한 본 발명은 순간 열용융압착방식에 의하여 수지를 압착하므로 감용효율이 증가되어 재사용이 용이한 형상으로 제조된다는 효과가 있다.

그리고 수지의 물성치에 따른 히티온도조절 및 범위값을 설정할 필요가 없을 뿐만 아니라 열을 가하는 장치가 필요치 않게됨에 의해 경제적이라는 효과가 있다.

그리고 공간부의 간격을 조절하여 압력의 범위를 제어시킴에 의해 수지의 압출률의 제어가 가능하다는 효과가 또한 있다.

그리고 스크류의 단부에서만 마찰열이 발생됨에 의해 스크류와 본체와의 고착이 생기지 않는다는 효과가 또한 있다.

Claims

상측에 유입구(101)가 형성되며 분쇄된 수지가 유입되는 본체(100)와;

상기 본체(100)의 중앙부위를 관통하고 외주면에 나사익편(111)이 형성되며 외부의 동력에 의해 회전되어 본체(100)로 유입된 분쇄 수지를 전방부로 이송시키는 스크류(110)와;

상기 스크류(110)를 감싸는 형상으로 상기 본체(100)에 결합되어 분쇄수지의 이송로가 되는 케이싱(120)과;

상기 케이싱(120)에 결합되는 노즐(130); 그리고,

상기 스크류(110)의 단부에 형성된 단부나사익편(151)과, 상기 노즐(130)의 단부내주면에 형성되며 중앙부측으로 테이퍼지도록 형성된 경사부(153)와, 상기 단부나사익편(151)과 경사부(153) 사이에 형성되며 이송된 분쇄수지가 위치되어 스크류(110)의 회전에 의한 마찰열에 의해 분쇄수지가 열용융압착되는 공간부(152)로 구성되어, 상기 스크류(110)에 의해 이송된 분쇄수지를 스크류(110)의 회전력을 이용하여 열용융압착시켜 상기 노즐(130)측으로 송출시키는 열용융압착수단(150):을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압출식 수지 분쇄장치.
제1항에 있어서, 상기 스크류(110)는 스크류(110)의 나사익편(111)의 축경이 전방부측으로 가면서 줄어듬을 특징으로 하는 압출식 수지 분쇄장치.
제1항에 있어서, 상기 스크류(110)는 스크류(110)의 나사익편(111)과 나사익편(111) 사이의 거리가 전방부로 가면서 줄어듬을 특징으로 하는 압출식 수지 분쇄장치.
제1항에 있어서, 상기 케이싱(120)은 케이싱(120)의 내주면에 등간격으로 홈부(121)가 형성됨을 특징으로 하는 압출식 수지 분쇄장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 스크류(110)는 상기 본체(100)로 유입되어 스크류(110)의 회전에 의해 전방부로 이송되는 분쇄수지와의 열교환에 의해 냉각됨을 특징으로 하는 압출식 수지 분쇄장치.
제1항에 있어서, 상기 케이싱(120)은 내부와 관통된 통공(122)이 형성되며, 외주면에 배기관(160)이 연결 결합됨을 특징으로 하는 압출식 수지 분쇄장치.
제1항에 있어서, 상기 공간부(152)는, 공간부(152)의 거리가 상기 본체(100)와 케이싱(120) 사이에 결합되는 와셔(140)에 의해 제어됨을 특징으로 하는 압출식 수지 분쇄장치.