KR100470581B1 - 열가소성 수지 제품의 세정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

폐기 기기로부터 회수한 수지 성형품으로부터 재사용 가능한 수지 재료를 재활용하는 시스템이 개시되어 있다.

재활용 시스템은, 수지 성형품을 성형품별로 분쇄하여 수용 주머니에 수용하는 분쇄 시스템과, 수용 주머니 내의 분쇄 수지에 빛을 조사하여 그 반사광을 기초로 하여 분쇄 수지의 종류를 판별하여 각 수용 주머니를 수지 종류별로 분별하는 분별 시스템과, 분별된 각 수용 주머니로부터 취출한 분쇄 수지를 각 수지별로 각각 세정하여 분쇄 수지 표면의 이물질을 제거하는 세정 시스템과, 세정후의 분쇄 수지를 회수하는 회수 시스템을 구비한다.

Description

열가소성 수지 제품의 세정 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CLEANING THERMOPLASTIC RESINOUS PRODUCTS}

본 발명은 폐기된 기기(예 : 가전 제품, 전자 기기, 자동차 등)로부터 회수된 수지 성형품으로부터 수지 재료를 재활용하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 회수된 제품을 분해하여 취출된 폴리머 부품을 분쇄하여 용적을 감소화하는 분쇄 시스템, 수지를 종류(=재질)별로, 바람직하게는 수지에 첨가되어 있는 난연제(難燃劑)의 종류별로 선별하는 선별 시스템, 및 제품에 실시된 도장막, 및 부착된 라벨, 시일, 또는 그 밖의 오염물 등의 이물질을 제거하기 위한 세정 시스템에 관한 것이다.

경량이며 기계적 강도가 우수한 플라스틱은 가전 제품, 0A 기기, 통신 기기 등의 내부 부품이나 외장 재료 등에 많이 사용되고 있다. 환경 보호의 관점에서, 종래의 대량 생산ㆍ대량 폐기의 경제로부터 순환형 경제로의 변환이 요구되는 가운데 가정 전기 제품의 재활용이 법령화되는 등, 수지 제품의 본격적인 재활용이 강하게 요구되고 있다. 그러나, 수지 성형품을 회수하여 다시 수지 재료로서 사용하는 재료 재활용에 대해서는 다른 종류의 수지가 혼합되면 수지 본래의 성능이 현저하게 손상되는, 수지에 특유의 문제가 있으므로, 수지의 종류를 어느 정도 특정할 수 있는 경우에 있어서만 행해지고 있는 것이 실태이다. 이에 따라, 폐기된 각종 기기류에서 사용된 다종ㆍ다양한 수지 제품을 고도로 분류ㆍ선별하여 가전 제품, 0A 기기, 통신 기기 등에 이용하는 수지 재료로서 재생할 수 있는 수지 재활용 시스템이 요구되고 있다.

고품위의 재활용을 진행시키기 위해서는 난연제 등의 첨가제 종류를 함유하는 수지 성형품의 재질의 식별과 분리를 고정밀도로 실시하는 것이 필수가 된다. 수지 성형품의 재질의 식별에 관해서는 최근 고성능의 수지 식별 장치가 개발되고 있으며, 현실적인 수단으로 되고 있다. 그러나, 그 기구상 운전ㆍ보수 점검 등에서 상당한 배려가 필요하고, 가격적으로도 고가이다. 이러한 수지 식별 장치를 각 분해 공장에 설치하여 수지 성형품의 재질을 식별하는 방법은 재질을 식별한다는 관점에서는 가장 효율이 좋은 방법일지도 모르지만, 경제적인 관점이나 기기의 안정 운용의 관점에서는 문제가 있다고 하지 않을 수 없다.

안정적으로 관리된 상태에서 상기의 수지 식별 장치를 운용하기 위해서는 수지 성형품을 회수하는 분해 공장과 수지 식별 장치의 설치 장소를 별개의 장소로 하는 것이 바람직하다. 그 경우에는 분해 공장으로부터 수지 식별 장치의 설치 장소까지 수지 성형품을 수송할 필요가 발생한다. 그러나, 제품으로부터 취출된 수지 성형품은 다양한 형상을 하고 있고, 크기도 작은 것부터 매우 큰 것까지 다양하다. 따라서, 그대로의 형상으로 상자나 주머니에 충전해도 부피 비중이 매우 작고 용적에 비해 중량이 작으므로, 물류 비용의 낭비가 커진다. 이로 인해, 경제적으로 바람직한 크기(=적절한 수송 효율을 달성할 수 있는 크기)까지 분쇄하여 수송하는 것이 요구된다. 이러한 목적으로 사용하는 분쇄기는 해머밀, 커터밀, 2축 파쇄기 등과 같이 수지 성형품을 50 mm 이하 정도로 분쇄할 수 있는 분쇄기이면 충분하며, 시판되고 있는 일반적인 분쇄기를 사용할 수 있다.

그러나, 제품의 분해에 의해 회수되는 수지 성형품은 전술한 바와 같이 크기도 다양하여, 모든 수지 성형품을 투입할 수 있을 정도의 개구를 갖고, 또한 수지 성형품을 50 mm 이하 정도로 분쇄할 수 있는 분쇄기로 되면, 매우 큰 분쇄기가 필요하여 설비 비용이 높으므로, 작은 분해 공장마다 이러한 비싼 설비를 설치하는 것은 경제적으로 성립하지 못하는 문제가 있었다. 그러나, 이러한 수단으로 수지 성형품을 한꺼번에 분쇄하는 경우는 다른 수지로 성형된 많은 종류의 수지 성형품이 혼합된 상태로 분쇄되게 되며, 그 결과 많은 종류의 수지가 혼합된 분쇄품을 수지 식별 장치로 식별하게 된다. 그러한 식별은 원리적으로는 가능하지만, 방대한 수의 분쇄품 하나 하나의 수지 종류의 식별과, 식별후의 재질마다의 선별에 큰 규모의 장치가 필요하게 되어, 공업적으로 실현하는 것은 곤란하다.

그리고, 고품위의 수지 재료의 재료 재활용을 경제적으로 실현하기 위해서는 난연제 등의 첨가제 종류를 함유하는 수지의 종류를 고정밀도이며, 또한 고속도로 선별할 필요가 있다. 수지의 종류를 선별하는 방법으로서, 예를 들어 근적외선의 흡수를 이용하는 방법이 있고, 각종 장치가 시판되고 있지만, 이 방법은 수지의 종류를 겨우 식별할 수 있을 정도이며, 식별 오류도 많아 고정밀도이며 고속도의 식별은 이루어지고 있지 않다. 또한, 중적외선의 흡수를 이용하는 방법도 알려져 있는데, 이 방법은 수지 종류에 부가하여 난연제 등의 첨가제 종류에 따른 식별이 고정밀도로 가능하지만, 역시 식별에 긴 시간을 필요로 하여 고속 처리에는 적합하지 않다.

한편, 회수되는 수지 제품에는 도장막 등이 실시되고, 라벨 등이 부착되며, 또한 각종 오염물 등이 부착되어 있는 경우가 있어, 수지 제품의 처리를 행할 때 이들 이물질이 처리후의 수지에 혼입되어, 재이용하려는 수지의 특성을 현저하게 해치는 문제가 있다.

수지 제품 표면의 이물질 제거는 지금까지 기계적인 방법, 또는 용제에 의한 분리, 제거 등, 각종 방법에 의해 시도되고 있지만, 모두 문제가 있다. 예를 들어, 볼밀 등의 분쇄 장치에 의해 도장막, 라벨 등을 제거하려고 해도 분쇄의 마찰에 의한 발열 등에 의해서 수지가 연화되어 제거가 곤란해지거나, 일단 제거된 이물질이 재부착되어 버리는 문제가 있다. 또한, 용제에 의해서 용해하여 분리 제거하는 방법도 있지만, 사용하는 용제의 재생 또는 폐기 처리라는 어려운 문제가 있으며, 처리 장치 그 자체도 복잡한 것으로 되어 경제적인 면에서도 바람직하지 못한 등 각종 문제를 갖고 있다.

또, 도장막 또는 라벨 등을 제거하는 다른 방법으로서, 모래 또는 금속 입자로 이루어지는 연마제에 의해서 수지 제품 표면의 이물질을 깎아내는 소위 건식 블라스팅 처리도 제안되어 있다. 그러나, 이 방법에서는 연마제가 수지 제품의 표면에 식입되어 버려 그대로 새로운 이물질로서 수지 제품에 잔류하는 경우가 있다. 또한, 연마제에 의한 마찰로 발열하여 수지가 연화되어, 일단 제거된 이물질이 재부착되는 문제도 있다.

본 발명은 상술한 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 폐기 기기로부터 회수한 수지 성형품의 재질이 무엇인지를 특정하지 않고 복수 종류의 수지가 혼합되지 않도록 하여 분쇄함으로써 용적을 감소화하고, 상기 분쇄한 수지의 재질을 판별하여 수지의 종류별로 분별함으로써 재사용처의 결정의 편의를 도모하며, 상기 분별한 분쇄 수지 표면의 이물질을 제거하여 수지 재료로서 재사용할 수 있도록 하는 수지 재활용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 회수된 제품의 분해에 의해 취출된 폴리머 부품(대규모 크기를 포함하는 폴리머 부품)을 조분쇄(粗粉碎)하여 용적을 감소화하기 위한 분쇄 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 전기ㆍ전자 기기 등으로부터 회수한 수지 성형품의 재질이 무엇인지를 특정하지 않고 복수 종류의 수지가 혼합되지 않도록 하여 분쇄하고, 상기 분쇄한 수지의 재질을 효율적으로 식별할 수 있는 식별 시스템을 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명은 상기의 종래의 문제점을 해결하는 것이며, 수지 제품을 회수하여 세정하여 재이용할 수 있는 수지로 할 때, 수지 제품 표면의 도장막, 라벨 등의 이물질을 충분히 제거하여, 다시 동일한 용도에 있어서 사용할 수 있는 수지로 하기 위한 열가소성 수지 제품의 세정 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수지 재활용 시스템의 일 형태는, 수지 성형품을 성형품별로 상당 직경이 1 내지 50 mm 범위에 있는 분쇄 수지가 70 % 이상이 되도록 분쇄하는 분쇄 수단과, 상기 분쇄 수지를 성형품별로 투명부를 구비한 수용 주머니에 수용시키는 수용 수단과, 상기 수용 주머니 내의 상기 분쇄 수지에 상기 투명부를 통해서 빛을 조사하고, 그 반사광에 기초하여 상기 분쇄 수지의 종류를 판별하여 각 수용 주머니를 수지 종류별로 분별하는 분별 수단과, 상기 분별 수단에 의해 분별된 각 수용 주머니로부터 분쇄 수지를 취출하여 각 수지 종류별로 각각 세정하여 상기 분쇄 수지 표면의 이물질을 제거하는 세정 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상당 직경이라 함은 투영 대상물의 투영 면적을 원의 면적으로 환산한 경우에 있어서의 해당 원의 직경을 의미한다.

여기서, 분쇄 수지의 상당 직경의 범위는 바람직하게는 3 내지 40 mm, 더욱 바람직하게는 5 내지 30 mm이다. 또, 상당 직경이 이들 범위에 포함되는 분쇄 수지의 비율은 바람직하게는 80 % 이상, 더욱 바람직하게는 90 % 이상이다.

분쇄 수지의 상당 직경이 1 mm 보다 작으면 분체화되어 버리므로, 세정 수단으로의 세정시에 이물질을 제거할 수 없게 되는 문제점이 발생한다. 예를 들어, 세정을 연마에 의해서 행하는 경우에는 연마할 수 없게 되는 문제점이 발생한다. 또한, 정전기에 의해서 분쇄기 내에 부착되거나 수용 주머니에 부착되는 등의 문제점도 발생한다.

한편, 분쇄 수지의 상당 직경이 50 mm를 넘으면 분쇄 수지가 입체적으로 되어 버릴 우려가 있으므로, 충분히 용적을 감소화하지 못하게 되는 문제점이 발생한다.

분쇄는 일단계로 행하여도 되지만, 성형품이 너무 커서 통상의 분쇄기에 투입하지 못하는 경우에는, 우선 조분쇄를 행하여 작게 한 후에 통상의 분쇄기에 투입하는 2이상의 단계로 행하여도 된다.

수지 성형품 하나는 1종류의 수지에 의해 성형되므로, 성형품 1개마다 분쇄하여 바로 수용 주머니에 수용함으로써, 성형품의 용적을 효과적으로 감소시키는 동시에, 미세하게 분쇄된 성형품의 혼합을 방지할 수 있다. 수작업 분해 공장에서 제품을 분해함으로써 회수한 수지 성형품을 성형품 1개마다 분쇄, 수용 주머니에 수용하고, 수용 주머니를 수송함으로써 수송 효율은 향상된다.

또, 이와 같이 하여 수용된 수용 주머니 내의 수지는 동일한 1종류의 수지이므로, 수용 주머니별로 수지의 선별을 실시함으로써 경제적인 선별을 행할 수 있다.

단, 작업 효율을 한층 더 향상시키기 위해서 완전히 동일한 수지로 만들어져 있다는 것을 미리 용이하게 확인할 수 있는 성형 부재인 경우에는 이를 한꺼번에 분쇄하여 하나의 수용 주머니에 수용해도 된다. 예를 들어, 어떠한 제품에 동일한 형상이며 동일한 기능을 갖는 복수의 성형 부재가 있는 경우(복사기의 크기가 다른 복수의 급지 트레이 등)에는 이들이 동일한 수지로 성형되어 있는 것을 확인할 수 있을 때는 복수 한꺼번에 분쇄하여 수용 주머니에 수용해도 된다. 이 방법은 하나의 제품에 작은 유사 형상의 동일 수지로 이루어지는 수지 부재가 다수 있는 경우에는 작업 효율 향상을 위해서 바람직하다.

수용 주머니의 투명부는 분쇄 수지에 조사ㆍ반사되어 검출되는 빛에 수용 주머니를 통과하는 데 따른 영향이 나타나지 않도록 하기 위해서 필요하다. 따라서, 수용 주머니를 통과함에 따른 영향이 검출상 무시할 수 있을 정도이면, 투명부는 반드시 투명하지 않아도 된다. 요는, 상기의 영향을 무시할 수 있는 빛의 통과 영역(투명부)을 수용 주머니가 구비하고 있으면 되며, 그러한 빛의 통과 영역을 본 명세서에서는 투명부라고 한다. 투명부는 수용 주머니의 전체 영역이더라도 상관없다. 전체 영역이 투명부인 수용 주머니로서는, 예를 들어 폴리에틸렌으로 만들어진 주머니를 예시할 수 있다. 또, 투명부의 두께는 일반적으로는 100 ㎛ 이하이다. 그 밖의 수지 필름이나 수지 네트, 철망 등을 사용한 주머니도 수용 주머니로서 이용할 수 있다.

수지의 종류를 판별하는 방법으로서는, 예를 들어 라만 스펙트럼 분석에 기초하는 방법을 들 수 있다. 즉, 검출 대상 수지(=수용 주머니 내의 분쇄 수지)로부터의 반사광의 라만 스펙트럼을, 미리 준비해 둔 재질이 이미 알려진 각종 수지로부터의 반사광의 라만 스펙트럼과 차례로 비교하여, 합치하는 수지를 찾아내는 방법을 들 수 있다. 라만 스펙트럼 분석에 기초하는 방법은 분쇄 수지의 색조나 표면의 오염물 등의 영향이 적으므로 적합하다. 라만 스펙트럼 분석에 기초하여 수지를 식별하는 방법에 대해서는, 예를 들어 일본 특허 공개 평10-38807호 공보의 단락 번호 0011 내지 0018에 기재되어 있다. 또한, 근적외 스펙트럼이나 중적외 스펙트럼 분석을 이용하는 방법도 이용할 수 있다.

각 수용 주머니를 수지 종류별로 분별하는 방법으로서는, 예를 들어 판별된 분쇄 수지의 종류와, 상기 분쇄 수지의 수용 주머니가 반송 경로상의 소정의 분별 위치에 도달하는 도달 예정 시각을 대응시켜 기억하고, 상기 예정 시각이 되면 상기 분별 위치에 있어서 반송 경로상으로부터 수용 주머니를 회수하는 방법을 들 수 있다.

소정의 분별 위치는 수지의 종류마다 달라도 된다. 그 경우에는 예를 들어 수지(A)가 수용되어 있는 수용 주머니는 수지(A)용 분별 위치에서 반송 경로로부터 회수되고, 수지(B)가 수용되어 있는 수용 주머니는 수지(B)용 분별 위치에서 반송 경로상으로부터 회수되는, 분별 회수가 행해지게 된다.

소정의 분별 위치는 수지의 종류에 관계없이 특정한 한 군데의 위치이더라도 상관없다. 그 경우에는 분별 위치에 도달한 수지(A)의 수용 주머니[수지(A)가 수용되어 있는 수용 주머니]는 반송 경로상으로부터 수지(A)용 회수 용기 등에 도입되고, 분별 위치에 도달한 수지(B)의 수용 주머니는 반송 경로상으로부터 수지(B)용 회수 용기 등에 도입되는, 분별 회수가 행해지게 된다.

도달 예정 시각은 판별 시각, 판별 위치와 분별 위치 사이의 거리, 및 반송 속도로부터 구할 수 있다. 이들 데이타로부터, 그 때마다 도달 예정 시각을 연산해도 되지만, 상기의 거리와 반송 속도는 통상은 고정되어 있으므로, 판별 시각으로부터 소정 시간후의 시각으로서 연산해도 된다.

세정 수단은 분쇄 수지 표면의 도금, 도장, 라벨, 오염물 등의 이물질을 분쇄 수지의 표면으로부터 제거하는 것이다.

세정 수단으로서는, 예를 들어 세정 용기와 상기 세정 용기 내에 설치된 교반 부재를 구비하고, 세정 용기 내벽 및/또는 교반 부재 표면의 적어도 일부에 분쇄 수지 표면의 이물질을 제거하기(깎아내기, 벗겨내기) 위한 연마면(조면)을 갖는 기구를 사용할 수 있다. 또한, 물이나 물 계통의 세정액을 용기 내에 공급하여 이물질의 제거 작용을 한층 더 높여도 된다.

연마면(조면)은 분쇄 수지의 표면을 충분히 세정할 수 있는 한 어떻게 구성되어 있어도 상관없지만, 연마면에는 40 내지 2000 ㎛ 깊이의 요철을 형성하는 것이 바람직하다. 이 요철에 의해 조면화된 표면과 분쇄 수지가 접촉함으로써, 분쇄 수지 표면의 도장막이나 라벨 등의 이물질이 충분히 문질러내어지고, 또는 깎아내어져 제거된다. 요철의 깊이가 40 ㎛ 미만에서는 이물질을 충분히 제거할 수 없다. 또, 2000 ㎛를 넘으면 분쇄 수지 표면이 과도하게 깎아내어지므로, 수지의 회수율이 저하된다. 요철의 깊이는 바람직하게는 50 내지 1000 ㎛, 더욱 바람직하게는 60 내지 500 ㎛이다. 이 범위의 깊이이면 이물질은 충분히 제거되고, 또한 수지가 과도하게 깎아내어지지도 않는다.

분쇄 수지를 연속적으로 세정하도록 구성된 기구에서는 세정 용기의 일단부로부터 분쇄 수지를 연속적으로 공급하고, 상기 분쇄 수지를 세정 용기 내에서 일방향으로 스크류 등으로 반송하며, 타단부로부터 연속적으로 회수하는 방법이 이용되는데, 그러한 기구에 있어서 물이나 물 계통의 세정액을 이용하는 경우에는 상기 물이나 물 계통의 세정액도 또한 마찬가지로 세정 용기의 일단부 및/또는 중도부로부터 연속적으로 공급하여 세정 용기 내를 동일한 방향으로 유동시키고, 타단부로부터 연속적으로 배출시키도록 급수(급액) 및 배수(배액)를 행한다.

세정시에 물이나 물 계통의 세정액을 이용하면, 분쇄 수지와 상기의 요철 사이에서 윤활제로서 작용하므로, 분쇄 수지의 표면이 과도하게 깎아내어지는 것이 방지되는 동시에, 물에 의한 냉각 작용에 의해 파쇄편의 승온이 억제되어 연화가 방지되고, 제거된 도장막이나 라벨 등의 이물질이 빠르게 세정 장치의 외측으로 배출되어, 분쇄 수지에 재부착되는 것이 방지된다.

수지 재활용 시스템은 또한 상기 세정 수단에 의해 세정된 분쇄 수지와 이물질의 혼합물로부터 이물질을 분리하여 분쇄 수지를 회수하는 회수 수단을 구비해도 된다. 분쇄 수지와 이물질은, 예를 들어 풍력에 의해서 분리할 수 있다. 또, 자력에 의해서 금속을 제거하는 것도 가능하다. 또, 세정시에 물이나 물 계통의 세정액을 이용한 경우에는 물 등과 함께 이물질을 분리할 수 있다. 또한, 물이나 물 계통의 세정액 내의 이물질을 필터 등에 의해서 제거한 후, 다시 재이용하도록 구성해도 된다.

본 발명에 의해 분쇄ㆍ분별ㆍ세정되어 수지 재료로 재활용되는 수지 성형품으로서는 예를 들어 0A 가전 기기 분야, 전기ㆍ전자 분야, 통신 기기 분야, 위생 분야, 자동차 분야, 잡화 분야 등의 각종 기기의 하우징이나 각종 부품으로서 사용되고 있는 수지 성형품을 들 수 있다. 예를 들어, 복사기, 프린터, 퍼스널 컴퓨터, 텔레비젼, 각종 모니터, 휴대 전화 등에 사용되고 있는 각종 수지 하우징, 트레이, 내부 수지 부품 등을 들 수 있다.

본 발명에 의해 재활용되는 수지 재료로서는, 예를 들어 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 수지 등의 각종 스티렌계 수지, 폴리카아보네이트 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, PA6, PA66, PA46, PA12 등의 폴리아미드 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아크릴레이트 등의 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리아세탈, 염화비닐 수지, 폴리술폰, PPS, 폴리에테르술폰, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, EVOH, 폴리아미드계 탄성 중합체, 폴리에스테르계 탄성 중합체, 및 이들이 2종 이상 혼합된 알로이 등을 들 수 있다. 모두 본 시스템의 분별 수단으로의 식별이 가능하다.

또한, 본 시스템의 분별 수단으로의 식별은 분쇄 수지중의 첨가제에 대해서도 가능하며, 예를 들어 할로겐계 난연제나 인계 난연제 등의 각종 난연제, 3산화 안티몬, 4산화 안티몬, 5산화 안티몬, 염소화 폴리에틸렌, 테트라플루오로에틸렌 중합체 등의 각종 난연 조력제, 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 타르크, 마이카 등의 무기 충전재, 항균제, 곰팡이 방지제, 가소제, 대전 방지제, 실리콘 오일 등을 식별 가능한 첨가제로서 들 수 있다. 이들 첨가제가 분쇄 수지(수지 성형품) 중에 상당량, 구체적으로는 수지 성형품 100 중량부 중에 1 중량부 이상, 바람직하게는 2 중량부 이상 첨가되어 있는 것이면 모두 식별이 가능하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 분쇄 시스템의 일 형태는, 폴리머 성형품을 반송하기 위한 무단 컨베이어와, 상기 무단 컨베이어의 적어도 반송 방향 단부와 대향하는 대향면을 갖고 또한 상기 대향면과 상기 무단 컨베이어의 반송면 사이의 대향 거리가 반송 방향을 향하여 작아지도록 설치된 대향 부재를 구비하고, 상기 무단 컨베이어의 반송면 또는 상기 대향 부재의 대향면의 적어도 한 쪽에는 대향하는 다른 쪽을 향하도록 파쇄날 또는 파쇄핀이 세워 설치되어 있고, 상기 무단 컨베이어에 의해 반송되는 폴리머 성형품을 상기 대향 부재와의 사이에 압입하면서 상기 파쇄날 또는 파쇄핀으로 파쇄하는 것을 특징으로 하는 분쇄 시스템이다.

파쇄날 또는 파쇄핀이라 함은, 무단 컨베이어에 의해 반송되어 대향 부재와의 사이에 압입되는 폴리머 성형품을 파쇄하는 기능을 발휘하는 부재를 의미한다. 즉, 그 형상이 날이나 핀 등의 어구로부터 일반적으로 상기되는 형상으로부터 벗어나 있다고 해도, 상술한 바와 같이 무단 컨베이어의 반송면 또는 대향 부재의 대향면의 적어도 한 쪽에 설치되고, 대향하는 다른 쪽을 향함으로써 상술한 파쇄 기능을 발휘하는 부재이면, 본 발명의 파쇄날 또는 파쇄핀에 해당한다. 파쇄날 또는 파쇄핀은 분쇄 대상인 폴리머 성형품과 접촉하는 부분이 예리한 형상이면, 보다 큰 파쇄 성능을 발휘할 수 있으므로 바람직하다.

여기서, 상기 무단 컨베이어의 반송면에는 파쇄날 또는 파쇄핀이 설치되어 있고, 상기 대향 부재의 대향면에는 상기 무단 컨베이어에 설치되어 있는 파쇄날 또는 파쇄핀의 선단의 통과를 허용하는 오목부 또는 구멍부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 대향 부재는 제2 무단 컨베이어라도 상관없다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 식별 시스템의 일 형태는, 반송 수단에 의해 반송되는 중합체에 빛을 조사하고, 상기 중합체로부터의 반사광 또는 산란광을 검출 소자로 검출하고, 상기 검출 결과에 기초하여 상기 중합체의 종류를 식별하는 식별 시스템이며, 상기 검출 소자를 중합체의 반송로 근방의 소정 위치에 배치하고, 상기 검출 소자의 근방을 통과하는 중합체를 상기 검출 소자와 소정 거리를 두고 대면시키는 거리 설정 기구를 상기 반송 수단 또는 그 근방에 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

선별될 수 있는 중합체로서는, 고무질 중합체, 열가소성 탄성 중합체, 수지 등을 들 수 있고, 선별에 바람직한 중합체로서는 열가소성 탄성 중합체, 수지이며, 보다 바람직하게는 수지이다. 수지 재료 및 선별될 수 있는 중합체 재료중의 첨가제로서는 상술한 바와 같다.

여기서, 상기 반송 수단은 무단 컨베이어이고, 상기 검출 소자는 상기 무단 컨베이어에 의해 구성되는 반송로 하방의 소정 위치에 배치되어 있으며, 상기 거리 설정 기구는 상기 무단 컨베이어의 상기 소정 위치상을 통과하는 각 부위에 설치된 투광부이더라도 상관없다.

이 구성에서는 상기 무단 컨베이어 상을 반송되고 있는 중합체에 상기 투광부를 거쳐서 하방으로부터 빛을 조사하고, 그 반사광 또는 산란광을 상기 투광부를 거쳐서 상기 검출 소자로 수광한다. 투광부로서는, 예를 들어 투명한 슬릿을 들 수 있지만, 투명한 슬릿에 한정되지 않고 라만 산란광의 검출에 지장이 없는 투광성 재료로 형성되어 있어도 된다.

또, 상기 반송 수단은 무단 컨베이어이고, 상기 검출 소자는 상기 무단 컨베이어에 의해 구성되는 반송로 측방의 소정 위치에 설치되어 있으며, 상기 거리 설정 기구는 투광부를 구비하고 상기 검출 소자 근방의 전방면측에 세워 설치된 고정 부재와 상기 무단 컨베이어 상의 중합체를 상기 고정 부재의 투광부에 압박하도록 유도하여 상기 검출 소자의 전방을 통과시키는 가이드이더라도 된다.

고정 부재는 무단 컨베이어 상을 반송되면서 가이드에 의해서 고정 부재측으로 밀어붙여지는 중합체의 변위(반송 방향으로부터 빗나가는 변위)를 상기 고정 부재의 위치에서 규제하는 기능을 갖는다. 이 고정 부재에 투광부가 형성되어 있고, 이 투광부의 배후에 검출 소자가 위치한다.

이 구성에서는 상기 무단 컨베이어 상을 반송되고 있는 중합체를 상기 가이드로 유도하여 상기 고정 부재의 투광부에 접촉시키고, 상기 투광부를 통해서 빛을 조사하고, 그 반사광 또는 산란광을 상기 투광부를 거쳐서 상기 검출 소자로 수광한다. 상기 투광부는 투명해도 되고, 또는 라만 산란광의 검출 결과에 지장이 없는 투광성 유리판 등이더라도 상관없다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 세정 시스템에 있어서의 세정 방법의 일 형태는, 회수된 열가소성 수지 제품을 파쇄하여 파쇄편으로 한 후, 상기 파쇄편을 물과 함께, 용기와 상기 용기 내에 회전 가능하게 배치된 회전체를 갖고, 상기 용기의 내표면 및/또는 상기 회전체 표면의 수지와 접촉하는 적어도 일부가 조면화된 세정 장치에 공급하고, 상기 회전체를 회전시켜 상기 파쇄편을 세정하는 공정를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 세정 방법에서는 용기의 내표면 및/또는 회전체 표면의 적어도 일부가 조면화되어 있다. 이 조면화는 수지 제품을 충분하게 세정할 수 있는 한 어떻게 이루어져 있어도 상관없지만, 40 내지 2000 ㎛ 깊이의 요철부를 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 조면화된 표면과 파쇄편이 접촉함으로써, 파쇄편 표면의 도장막, 라벨 등의 이물질이 충분히 문질러내어지고, 또는 깎아내어져 제거된다. 요철의 깊이가 40 ㎛ 미만이면 이물질을 충분히 제거할 수 없고, 2000 ㎛를 넘는 경우는 파쇄편의 표면이 수지도 포함하여 과도하게 깎아내어져서 수지의 회수율이 저하된다. 요철의 깊이는 특히 50 내지 1000 ㎛, 또는 60 내지 500 ㎛로 하는 것이 바람직하며, 이 범위의 깊이이면 이물질은 충분히 제거되고, 또한 수지가 과도하게 깎아내어지지도 않는다.

또, 용기 내부의 조면화는 수지와 접촉하는 용기의 내표면과 회전체 표면의 합계 표면적의 1 % 이상, 바람직하게는 5 % 이상, 특히 바람직하게는 10 % 이상인 것이 바람직하다. 또한, 요철부 등에 의한 조면화는 용기의 내표면과 회전체 표면에서 동일한 정도이더라도 되고, 또는 달라도 된다. 그리고, 용기의 내표면과 회전체 표면의 각각의 조면화되어 있는 부분의 전체면이 동정도로 조면화되어 있어도 되고, 장소에 따라서 조면화의 정도가 달라도 된다.

이 세정 방법에서는, 세정시에는 물이 연속적으로 공급되고, 파쇄편의 표면과 요철부 등에 의해 조면화된 부분 사이에서 윤활제로서 작용하여, 파쇄편의 표면이 과도하게 깎아내어지는 일이 없다. 또한, 물에 의한 냉각 작용에 의해 파쇄편의 승온이 억제되어 연화가 방지되고, 동시에 제거된 도장막, 라벨 등의 이물질이 빠르게 세정 장치의 외측으로 배출되어, 파쇄편에의 재부착이 방지된다. 그리고, 물을 연속적으로 공급하는 동시에 배출하여 장치 내의 수위가 일정해지도록 하고, 또한 파쇄편의 투입량을 일정하게 하여 파쇄편과 물의 질량비를 일정하게 유지하면서 세정하면, 연속적으로 투입되는 파쇄편의 각각을 균등하게 세정할 수 있으므로 바람직하다.

또, 연속적으로 공급되고 또한 배출되는 수량을 파쇄편과 물의 질량비가 1 : 0.3 내지 2가 되도록 제어하고, 세정 장치 내의 온도가 70 ℃ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 물의 질량비가 0.3 미만이면, 세정 장치의 내부가 충분히 냉각되지 못해, 온도가 70 ℃를 넘어 파쇄편이 연화, 용융되어 세정할 수 없는 경우가 있다. 한편, 물의 질량비가 2를 넘는 경우는 파쇄편이 용기의 내표면 및 회전체 표면, 특히 요철부 등 조면화된 부분과 접촉하는 빈도가 저하되어 접촉했다고 해도 파쇄편에 충분한 압박력이 가해지지 못해, 도장막, 라벨 등의 이물질을 충분하고도 효율적으로 제거할 수 없는 경우가 있다.

그리고, 회전체는 회전축에, 파쇄편을 반송하기 위한 스크류축, 파쇄편을 세정하기 위한 세정판, 세정핀 등이 주위에 설치되어 형성되는데, 이들 중 특히 세정판, 세정핀 등의 선단부의 선속도가 0.5 내지 20 m/초가 되도록 회전시켜 세정하는 것이 바람직하다. 이 선속도가 0.5 m/초 이하에서는 충분하게 세정할 수 없고, 20 m/초를 넘으면 장치 내의 온도가 상승하여 70 ℃ 이하로 유지하는 것이 용이하지 않다.

상기 방법에 따르면, 합성 수지 등을 압축 성형, 사출 성형, 블로우 성형 등, 각종 성형 방법에 의해 소정 형상으로 성형한 모든 열가소성 수지 제품 분쇄물을 세정할 수 있다. 이들 수지 제품은 성형 형틀을 사용하여 성형된 것이어도 되고, 형틀은 사용하지 않고 성형용 다이 등에 의해 성형된 것이어도 된다. 또, 수지 제품의 구체예로서는, 텔레비젼, 전기 냉장고 등 가정 전기 제품의 하우징, 또는 퍼스널 컴퓨터, 프린터 등 OA 기기의 하우징 등 이외에, 이들 제품의 부품, 그리고 이들 제품 및 부품 등의 파쇄품 등을 들 수 있다.

이와 같이 수지 제품의 종류, 형상 등은 특별히 한정되지 않지만, 복수의 다른 수지로 이루어지는 제품이 혼재되어 있지 않는 것이 바람직하다. 그 이유는 일반적으로 종류가 다른 수지가 혼재된 경우는 각각의 수지 본래의 특성이 현저하게 손상되기 때문이며, 미리 동일한 수지로 이루어진 제품별로 분별하여 세정하는 것이 바람직하다. 그리고, 색조도 미리 동일 또는 유사한 제품별로 분별해 두는 것이 바람직하고, 색조가 크게 다른 제품, 예를 들어 옅고 밝은 회색 제품과, 짙고 어두운 회색 제품 등을 혼재시키지 않는 것이 바람직하다. 색조가 크게 다른 제품이 혼재되어 있지 않으면, 세정 후 재이용되는 수지의 색조를 용이하게 조정할 수 있다.

또한, 수지 제품의 크기도 통상의 장치에 의해서 적절한 크기로 파쇄할 수 있는 한 특별히 한정되지는 않는다.

또, 수지 제품은 도장 또는 도금 등이 실시되어 있어도 되고, 도장되어 있는 경우, 도장막의 재질은 통상 수지의 도장에 사용되고 있는 어떠한 것이더라도 상관없다. 그리고, 도금되어 있는 경우의 도금의 재질도 통상 수지의 도금에 사용되고 있는 어떠한 금속이더라도 상관없다.

수지 제품은 미리, 파쇄 처리하여 파쇄편으로 한 후, 세정에 제공된다. 파쇄 처리는 일반적으로 수지의 파쇄에 이용되고, 수지 제품을 세정에 알맞은 치수의 파쇄편으로 파쇄할 수 있는 파쇄기, 예를 들어, 햄머밀 및 커터밀 등으로 행할 수 있다. 이 파쇄 처리는 발열에 의해 수지 제품이 용융하는 것이 없도록 공냉 등에 의해 강제적으로 냉각하면서 행하는 것이 바람직하다.

파쇄편의 치수는, 그 최대 길이가 1 내지 30 mm, 특히 2 내지 20 mm, 또는 3 내지 10 mm인 것이 바람직하다. 이 최대 길이가 1 mm 미만이면, 미세한 파쇄편이 많아지고, 전 처리 단계에서의 파쇄편의 흩어짐이 증가하여 바람직하지 못하다. 한편, 최대 길이가 30 mm를 넘는 경우는, 그 전체면이 충분히 세정되기 어렵기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 파쇄편의 형상은, 취급 성에 문제가 없으면 특별히 한정되지 않지만, 너무나 가늘고 긴 것은 바람직하지 못하고, 평면의 각 방향으로 있어서 치수에 큰 차가 없는 원형 혹은 직사각형인 것이 바람직하다. 그와 같은 형상의 파쇄편이면, 다량의 파쇄편을 효율 좋게 세정할 수 있다. 또한, 필요하면, 파쇄 후, 진동식 떨림등에 의해 최대 길이가 1 mm 정도 이하의 파쇄편 및 금속 분말, 먼지 등을 제거 할 수도 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 세정 시스템에 있어서의 세정 장치는, 용기와, 상기 용기에 내장된 회전체를 구비하는 열가소성 수지 제품의 세정 장치에 있어서, 상기 용기는, 일단 연부의 상부에 설치된 수지 파쇄편 투입구, 타단 연부의 하부에 설치된 수지 파쇄편 배출구, 급수구 및 배수구를 갖고, 상기 배수구에는 수위 조정용 배수로가 연접되고,상기 회전체는 회전축과, 상기 회전축 둘레에 설치된 스크류 블레이드 및 복수의 세정판 및 세정핀의 적어도 한 쪽을 갖고, 상기 용기의 내표면 및/또는 상기 스크류 블레이드, 상기 세정판 및 상기 세정핀 중의 적어도 하나의 표면의 적어도 일부가 조면화되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 세정 시스템에 관한 세정 장치의 다른 형태는, 용기와 교반익을 구비하는 열가소성 수지 제품의 세정 장치에 있어서, 상기 용기는, 상부에 설치된 수지 파쇄편 투입구 및 급수구 및 하부에 설치된 수지 파쇄편 배출구 및 배수구를 갖고, 상기 배수구에는 수위 조정용 배수로가 연접되고, 상기 용기의 내표면 및/또는 상기 교반익 표면의 적어도 일부가 조면화되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 세정 장치에서는, 수지 파쇄편과 접촉하는 면의 적어도 일부가 조면화되어 있고, 수지 파쇄편의 표면이 효율적으로 긁히거나 혹은 깎이고, 그 표면에 실시되고 있었던 도장막, 도금막, 첨부되어 있던 라벨, 시일, 혹은 오물 등의 이물질이 충분히 제거된다. 용기의 내표면 및/또는 스크류 블레이드, 세정판 및 세정핀 중의 적어도 하나의 표면의 적어도 일부가 조면화되어 있으면 좋지만, 용기의 내표면과, 스크류 블레이드, 세정판 및 세정핀 중의 적어도 하나의 표면이 조면화되어 있는 것이 바람직하고, 스크류 블레이드, 세정판 및 세정핀 중에서는, 스크류 블레이드 및/또는 세정판의 적어도 한 쪽 표면이 조면화되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 용기의 내표면 및 교반익의 표면의 적어도 일부가 조면화되어 있는 것이 바람직하다.

또, 이 세정 장치에, 필요에 따라서, 수세 장치, 탈수기, 건조기, 진동 떨림 풍력 선별기 및 금속 검출기 등을 조합하여 배치함으로써, 도장막, 라벨 혹은 오물 등의 이물질이 더욱 확실하게 제거되고, 수지만으로 이루어지는 파쇄편으로 할 수 있다. 이 파쇄편은 목적으로 하는 용도에 있어서 아무런 문제없이 재이용할 수 있다.

도1은 본 발명의 수지 재활용 시스템의 일 실시 형태를 도시한다.

도시한 시스템은 분쇄 시스템(200), 분별 시스템(400), 세정 시스템(600)과, 회수 시스템(800)을 포함하고 있다. 분쇄 시스템(200)은 상당 직경이 1 내지 50 mm의 범위에 있는 분쇄 수지가 70 %이상이 되도록, 수지 성형품을 성형품/개마다 분쇄하여 성형품/개마다 투명한 수용 주머니에 수용한다. 분별 시스템(400)은 수용 주머니 내의 분쇄 수지에 빛을 조사하여 그 반사광를 기초로 하여 분쇄 수지의 종류를 판별하고 각 수용 주머니를 수지 종류별로 분별한다. 세정 시스템(600)은 분별 시스템(400)에 의해 분별된 각 수용 주머니로부터 취출한 분쇄 수지를, 각 수지 종류마다 각각 세정하여 분쇄 수지 표면의 이물질을 제거한다. 수용 주머니로부터 분쇄 수지를 취출하여 세정용 기구로 보내는 기구를 구비시켜도 좋다. 회수 시스템(800)은, 세정 시스템(600)에 의해 세정된 분쇄 수지와 이물질의 혼합물로부터 이물질을 분리하여 분쇄 수지를 회수한다.

[1] 분쇄 시스템(200)과 분별 시스템(400):

우선, 도2를 참조하여 분쇄 시스템(200)과 분별 시스템(400)에 관해서 설명한다.

분쇄 시스템(200)은 수지 분쇄기(21)를 가진다. 수지 분쇄기(21)에 의해 분쇄된 수지는 그 하방 위치에 부착된 투명한 수용 주머니(25) 내에 수용된다.

분별 시스템(400)은 후술하지만, 수용 주머니(25)의 반송 장치(49)와, 수지 식별 장치(수지 판별 장치)(41)와, 분별 회수 장치(47a 내지 47c)를 갖는다.

수지 분쇄기(21)는, 상당 직경이 1 내지 50 mm의 분쇄 수지가 70 % 이상이 되도록 수지 성형품을 분쇄하는 장치이다. 수지 성형품은 성형품/개마다 분쇄되고, 수지 분쇄기(21)의 하방 위치에 부착된 수용 주머니(25)에 수용된다. 수지 분쇄기(21)는, 도면에서는 일단계에서 분쇄를 행하는 장치가 도시되어 있지만, 성형품이 지나치게 커서 보통의 분쇄기에 투입할 수 없는 경우에는 조분쇄를 행하기 위한 분쇄기와, 조분쇄후의 수지품을 상당 직경 1 내지 50 mm 범위의 분쇄 수지가 70 % 이상이 되도록 분쇄하는 분쇄기를 설치하여, 2단계 이상에서 행하도록 구성하더라도 좋다.

수용 주머니(25)는 투명한 폴리에틸렌제이고, 크기는 세로 23 cm, 가로 17 cm, 두께는 40 ㎛이다. 수용 주머니(25)는, 후단의 수지 식별 장치(41)에 있어서, 주머니 내의 분쇄 수지의 식별을 방해하지 않는 재질이라면, 투명하지 않아도 좋고, 또 폴리에틸렌제가 아니더라도 좋다. 또한, 필름형이 아니더라도 좋다.

여기서, 분쇄기의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 도3은 본 발명에 이용되는 분쇄기의 일예를 모식적으로 도시한 측면도, 도4는 도3의 일부 확대도, 도5a는 대향벽의 정면도, 도5b는 도5a의 5B에서의 단면도, 도5c는 체인 컨베이어 연결판의 평면도, 도5d는 도5c의 5D에서의 단면도이다.

도6a는 분쇄기의 다른 예를 모식적으로 도시한 측면도이며, 도6b는 또 다른 예를 모식적으로 도시한 측면도이다.

도시한 분쇄기는 체인 컨베이어(무단 컨베이어)(220)와 대향벽(대향 부재)(250)을 갖는다. 체인 컨베이어(220)는, 스프로켓(227, 227)으로 구동되는 체인(225)에 부착되어 있는 연결판(221)을 이동시킴으로써 연결판(221) 상의 물체를 반송한다. 이 체인 컨베이어(220)는 도면에 화살표로 도시한 반송 방향으로 향해서 내려가는 경사지게 설치되어 있고, 분쇄기의 상방 위치의 재료 투입구(232)로부터 투입되어 연결판(221)의 위에 놓여지는 폴리머 성형품을 반송한다. 이 체인 컨베이어(220)의 각 연결판(221)에는 도5c에 도시한 바와 같이, 복수(도시한 예에서는 2열 18개)의 파쇄날(222)이 컨베이어 외방으로 향하여 세워 설치되어 있다. 또, 파쇄날(222) 대신 파쇄핀을 설치해도 좋다.

대향벽(250)은 수직 방향으로 설치되고 있고, 체이 컨베이어(220)의 반송 방향 단부(도3내에서 좌단부)와 대향하는 대향면(255)을 가진다. 이 대향면(255)이 체인 컨베이어(220)와 가장 접근하는 부위 부근(도면 내의 하단부 부근)에는, 복수의 파쇄날(252)이, 체인 컨베이어(220)의 방향으로 향해 세워 설치되어 있다. 또, 파쇄날(252) 대신 파쇄핀을 설치하더라도 좋다. 이 대향벽(250)측의 파쇄날(252)과 체인 컨베이어(220) 측의 파쇄날(222)은, 도5a 내지 도5d에 도시한 바와 같이, 서로 위상이 겹치지 않게 설치되어 있고, 최접근하더라도 양자가 충돌하는 것은 없다. 또한, 대향벽(250)에는, 체인 컨베이어(220)측 파쇄날(222)의 선단이, 최접근시에 빠져나가기 위한 슬릿(256)이 설치되어 있다. 체인 컨베이어(220) 측의 파쇄날(222)이 대향벽(250)에 최접근하여, 파쇄날(222)의 선단이 슬릿(56)에 들어가 빠져나가는 모양을 도4에 도시한다.

이와 같이 구성되어 있는 분쇄기에서는 재료 투입구(232)로부터 투입되어 체인 컨베이어(220)에 의해 반송되는 폴리머 성형품은, 체인 컨베이어(220)와 대향벽(250)이 접근하는 부위에 압입됨으로써 압축되면서 파쇄날(222)과 파쇄날(252)로 절단되어 조분쇄된다.

도6a에 도3의 변형예를 도시한다. 도6a에 도시한 분쇄기에서는, 대향벽(250)의 하단부에 가이드(259)가 설치되어 있다. 이 가이드(259)는 체인 컨베이어(220)에 의해 반송되는 성형품이 평판형인 경우에, 그 판이 연직 방향을 향해, 체인 컨베이어(220)와 대향벽(250)에 의한 압축이나 파쇄날(222, 252)에 의한 절단을 면하고, 성형품이 분쇄되지 않는 채로 낙하하여 버리는 것을 방지하는 것이다.

한편, 도3나 도6a의 예에서는, 체인 컨베이어(220)와 대향벽(250)의 양자에파쇄날이 설치되어 있지만, 이것은 적어도 한 쪽에 설치되어 있으면 좋다. 양자에게 설치한 경우에는, 파쇄날에 의한 절단을 더욱 확실하게 행할 수 있다.

도6b에 도시한 분쇄기에서는 2대의 체인 컨베이어(220, 250a)가, 양자의 대향 거리가 반송 방향으로 향해서 서서히 좁아지도록 배치되고 있다. 이 장치에서는 상방으로 경사지게 설치되어 있는 체인 컨베이어(250a)가 대향 부재로서의 기능을 담당한다. 각 컨베이어(220, 250a)의 파쇄날(222, 252a)은 최접근시에도 충돌하지 않도록 서로 위상이 겹치지 않도록 설치되어 있다.

한편, 도6b의 예에서도, 2대의 체인 컨베이어(220, 250a)의 양자에 파쇄날(222, 252a)이 설치되어 있지만, 이것은, 적어도 한 쪽에 설치되어 있으면 좋다. 양자에 설치한 경우에는 파쇄날에 의한 절단을 더욱 확실하게 행할 수 있다. 또한, 도6b의 구성에 있어서, 상방의 체인 컨베이어(250a) 대신, 상기 체인 컨베이어(250a)와 같은 경사진 대향벽을 설치해도 좋고, 혹은, 롤러를 설치해도 좋다. 즉, 반송 수단에 의해 폴리머 성형품을 반송하여 대향 부재의 사이에 압입함으로써, 압축하면서 파쇄날이나 파쇄핀으로 조분쇄하는 구성이라면 좋다.

또, 도3이나 도6a, 도6b에 도시한 각 구성에 있어서, 조분쇄한 폴리머 성형품을, 계속해서 분쇄기(더욱 미세하게 분쇄하기 위한 분쇄기)에 투입하도록, 시스템을 연속적으로 구성하더라도 좋다.

도2로 돌아가, 반송 장치(49)는, 분쇄 수지가 수용된 수용 주머니를 소정 속도(V)로 반송하는 장치이다. 또한, 필요에 따라서 정지하는 장치이다. 정지는, 예를 들어, 수지 식별 장치(41)(후술)의 연산 속도가 느린 것 등의 이유로 수지 식별에 시간을 요하는 경우에 필요하게 되는 경우가 있다. 반송 장치(49)는, 예를 들어, 트레이 부착 컨베이어를 이용하고, 도달 예정 시각으로 되면, 해당하는 트레이를 경사지게하고, 그 위의 수용 주머니를 회수 상자에 투하하도록 구성해도 좋다. 도달 예정 시각이란 어느 수용 주머니의 수지 종류가 수지 종류(A)로서 식별된 경우에, 상기 어떤 수용 주머니가 수지 종류(A)의 회수 상자의 위치까지 반송되는데 필요한 시간을 상기 어떤 수용 주머니의 식별 시각에 가산하여 얻어지는 시각이다. 또, 상기하는 트레이란 상기 어떤 수용 주머니가 적재되어 있는 트레이이다. 한편, 분쇄기(21)와 반송 장치(49)(및 수지 식별 장치(41)등)와는, 도2에서는 동일한 작업소 내에 설치되어 있지만, 별도의 작업소 내에 설치하여, 분쇄기(21)로 분쇄하고 수용 주머니(25)에 채워넣은 분쇄 수지를 반송 장치(49) 등이 설치되어 있는 작업소까지 수송하도록 구성하는 것도 가능하다. 즉, 그와 같이 구성하더라도, 수지가 감용화되어 있기 때문에, 수송 비용을 낮게 억제할 수 있다.

수지 식별 장치(41)는, 라만 스펙트럼 분석에 의거하여 수용 주머니(25) 내의 분쇄 수지의 종류를 식별하는 장치이다. 즉, 검출 위치(판별 위치)를 통과하는(또는 식별에 시간을 요하는 경우에는 그 시간만큼 정지한다)수용 주머니(25) 내의 분쇄 수지에 레이저광을 조사하고, 그 반사광을 검출하여 라만 스펙트럼을 구하고, 이것을, 종류를 이미 알고 있는 수지로부터의 반사광에서 미리 구해두고 있었던 라만 스펙트럼(다양한 수지에 대해서 미리 구하여 둔 라만 스펙트럼)과 차례로 비교하여 라만 스펙트럼이 합치하는 수지를 찾아내어, 그 수지를, 검출 대상 분쇄 수지의 종류로서 결정하는 장치이다. 이 때문에, 수지 식별 장치(41)는, 여러가지 수지에 관해서 이미 구한 라만 스펙트럼을 기억하고 있다.

분별 회수 장치(47a)는 수지(A)용 분별 회수 장치이다. 마찬가지로, 분별 회수 장치(47b)는 수지(B)용 분별 회수 장치이고, 분별 회수 장치(47c)는 수지(C)용 분별 회수 장치이다. 한편, 수지가 4종류 이상이면, 그에 따른 분별 회수 장치의 수도 적절히 증가되는 것으로 한다. 분별 회수 장치(47a)의 분별 회수 위치와 수지 식별 장치(41)의 검출 위치와의 거리는 a, 분별 회수 장치(47b)의 분별 회수 위치와 수지 식별 장치(41)의 검출 위치와의 거리는 b, 분별 회수 장치(47c)의 분별 회수 위치와 수지 식별 장치(41)의 검출 위치와의 거리는 c이다. 현재 시각이 도달 예정 시각으로 되면, 상기 도달 예정 시각에 대응되어 있는 수지 종류에 대응하는 분별 회수 장치가 동작되고, 상기 분별 회수 장치의 분별 회수 위치에 있는 수용 주머니가, 하방의 회수 상자에 회수된다.

또, 분별 회수 장치는 도시한 바와 같이, 트레이 부착 컨베이어의 트레이를 경사지게 하여 하방 위치의 회수 상자에 수용 주머니를 투하하는 방식으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 상방 위치에 핸드를 설치하여, 컨베이어상의 수용 주머니를 매달아 회수하도록 구성해도 좋다. 또한, 컨베이어(1)의 수용 주머니를 로드 등의 압출 수단에서 압출하는 푸셔로 구성해도 좋다. 또한, 분별 회수 장치를 수지의 종류마다 설치하고 않고, 단일 회수 장치에서 회수한 수용 주머니를 수지의 종류에 따라서 각각 회수 상자 등으로 분류하는 장치로 구성하더라도 좋다.

도7은 실시 형태의 시스템의 제어부의 입출력를 도시한 블록도, 도8은 수지의 식별과 분별 회수의 제어 순서를 도시한 흐름도이다. 이하, 도7와 도8을 참조하여 설명한다.

우선, 반송 장치(49)가 기동된다(S01).

수지 식별 장치(41)로부터 식별 결과(식별 위치를 통과한다(또는 식별 위치에 식별 소요 시간만큼 정지되어 있었다)수용 주머니(25) 내의 수지의 종류)가 입력되면(S11에서 YES), 시계 IC(43)에서 취득한 현재 시각과, 식별된 수지의 종류에 따라 정해지는 분별 회수 장치까지의 거리(예:식별 결과가 수지(A)이면 분별 회수 장치(47a)까지의 거리(a))와, 반송 장치(49)의 반송 속도(V)에서, 해당 수용 주머니(식별된 수지를 수용하고 있는 수용 주머니)가, 해당 분별 회수 장치(상기한 괄호 쓰기의 예에서는 분별 회수 장치(47a))에 도달해야만 하는 도달 예정 시각이 연산되고, 상기 수지의 종류(즉, 상기 분별 회수 장치)에 대응되어, 제어부(45)가 갖는 메모리(도시안함)에 기억된다(S13). 또, 반송 속도(V)와, 상기한 거리(a/b/c)는 결정되어 있기 때문에, 수지의 종류에 따라서 결정되는 반송 소요 시간을 현재 시각에 가산하도록, 상기한 연산을 행하더라도 좋다.

현재 시각이 제어부(45)가 갖는 메모리(도시안함)에 기억되어 있는 어느 하나의 도달 시각으로 되면(S21에서 YES), 상기 도달 예정 시각에 대응되어 기억되고 있는 분별 회수 장치에 대하여, 제어부(45)로부터 동작 지령이 출력된다. 이로써 해당 분별 회수 장치가 동작되고, 상기 분별 회수 장치의 분별 회수 위치에 있는 수용 주머니가 그 하방 위치의 회수 상자로 회수된다(S23). 그 후, 해당 도달 예정 시각과 상기 도달 예정 시각에 대응시켜 기억되고 있는 분별 회수 장치의 데이타가 메모리로부터 소거된다(S25).

여기서, 수지 식별 장치의 다른 바람직한 실시 형태를 도9a 내지 도11b를 참조하여 더욱 자세히 설명한다.

(1) 제1 실시 형태

도9a, 도9b와 도10은 식별 장치를 구비한 중합체 반송 기구의 제1 실시 형태를 모식적으로 도시하고, 도9a는 측면도, 도9b는 상면도, 도10은 도9a의 10-10선 단면도이다. 도면 중, 410은, 적절한 크기(예 : 상당 직경이 1 내지 50 mm 범위인 분쇄 수지가 70 % 이상)로 분쇄된 수지(검출 대상 수지)가 수납된 폴리에틸렌주머니(크기 : 세로 23 cm, 가로 17 cm, 두께 40 ㎛)이며, 상당 직경이라 함은, 투영 대상물의 투영 면적을 원의 면적으로 환산한 경우에 있어서 해당 원의 직경을 말한다.

상기한 수지 주머니(410)는, 구동 롤러(441, 441)로 구동되는 반송 벨트(440)상을 화살표 방향으로 반송되고, 그 도중에 검출 소자(421)에 의해 레이저광을 조사함과 동시에, 라만 산란광을 검출한다. 이 검출 신호는, 식별 연산 장치(420)로 보내여지고, 상기 식별 연산 장치(420)로써 수지의 종류가 식별된다. 즉, 검출된 라만 스펙트럼이 미리 준비해 둔 종류, 이미 알고 있는 다양한 수지의 라만 스펙트럼과 차례로 비교되어, 합치하는 수지를 찾게 된다. 또한, 이 식별 결과를 기초로 하여 불출하고 타이밍이 연산되고, 상기 연산된 타이밍에서, 불출 장치(430)가 동작된다. 이로써, 수지 주머니(410)는 반송 벨트(440) 상에서 제거되고, 식별된 수지의 종류에 대응하는 용기(용기(435a, 435b, 435c)의 어느 하나)내로 수용된다. 불출 타이밍은, 검출 소자(421)의 위치로 라만 산란광을 검출하여 수지종류를 식별한 수지 주머니(410)가, 반송 벨트(440)로 반송되고, 상기 식별된 수지 종류용 용기(용기(435a, 435b, 435c)의 어느 하나)의 상방 위치에 도달하는 타이밍을 말한다.

제1 실시 형태에서는, 도시한 바와 같이, 반송 벨트(440)의 폭 방향의 중앙부에 투광부로서 벨트 진행에 따른 소정 길이의 슬릿(400S : 폭 10 mm, 길이 20 cm)이 소정 간격으로 형성되어 있고, 이 슬릿 형성 위치에 대응하는 반송 벨트(440)의 하방 위치에서 상기 반송 벨트(440)의 내면 근방 위치에 상기 검출 소자(421)가 배치되어 있다. 이 때문에, 수지 주머니(410)의 형상에 관계없이, 검출 소자(421)의 수광부와 수지 주머니(410)의 하면과의 거리를, 항상, 라만 산란광의 검출이 가능한 어느 짧은 소정 거리(예 : 1O mm 정도)로 설정하는 것이 가능해진다. 따라서, 고정밀도로 수지 종류의 식별을 할 수 있다.

또, 검출 소자(421)의 상방 위치에 수지 주머니(410)를 반송 벨트(440)의 상면으로 가압하기 위한 부재를 설치해 두고, 상기 부재에 의해 수지 주머니(410)의 하면이 반송 벨트(440)의 상면에서 부유하는 것을 방지하는 것으로 상기 거리(검출 소자(421)의 수광부와 수지 주머니(410)의 하면과의 거리)를 소정 거리로 유지하도록 구성해도 좋다.

(2) 제2 실시 형태

도11a, 도11b는 식별 장치를 구비한 중합체 반송 기구의 제2 실시 형태를 모식적으로 도시하고, 도11a는 측면도, 도11b는 상면도이다. 도면 중, 도9a 및 도9b와 동일한 부재는 동일한 부호로 도시하고 중복 설명을 피한다.

제2 실시 형태에서는, 도시한 바와 같이, 반송 벨트(440a)의 측방 위치에 반송 벨트(440a)에 따라 투광부를 구비한 고정 부재로서의 투광판(422)이 세워 설치되어 있음과 동시에, 상기 투광판(422)을 끼워 반송 벨트(440a)와 반대측 위치에, 검출 소자(421)가 그 수광부를 투광판(422) 방향으로 향하여 배치되어 있다. 또, 투광판(422)과 대향하는 위치에는, 반송 벨트(440a)를 사이로 대략 협지하도록 하고, 또한, 반송 벨트(440a)의 바로 윗쪽 근방에, 곡면 형상으로 판형의 가이드(423)가 설치되어 있다. 이 가이드(423)는 반송 벨트(440a) 위를 반송하는 수지 주머니(410)를 투광판(422) 방향으로 밀어 상기 투광판(422)에 가압하는 기능을 나타낸다. 이와 같이 구성되어 있기때문에, 수지 주머니(410)의 형상에 관계없이, 검출 소자(421)의 수광부와 수지 주머니(410)의 측면과의 거리를 투광판(422)의 두께 정도(예 : 10 mm 정도)로 설정할 수 있다. 바꿔 말하면, 라만 산란광의 검출이 가능한 어느 짧은 소정 거리로 설정할 수 있다. 따라서, 고정밀로 수지 종류의 식별을 할 수 있다.

한편, 도시한 예에서는 가이드(423)를 곡면 형상의 판부재로 구성하고 있지만, 이 대신, 예를 들어, 1 또는 2 이상의 롤러로 구성해도 좋다. 그 경우, 자유롭게 회동하는 롤러라도 좋고, 또한, 반송 벨트(440a)와 동기한 속도로 회동하는 롤러라도 좋다.

또한, 전술한 예에서는, 반송 수단으로서 무단 벨트의 예를 서술하고 있지만, 본 발명의 반송 수단은 무단 벨트로 한정되지 않는다. 검출 대상의 중합체를 반송하여, 상술한 바와 같이 검출 소자(221)의 수광부와 어느 짧은 소정 거리를 유지하여 통과시켜 얻을 수 있으면 족하다. 예를 들어, 트레이에 수지 주머니(410)를 놓아 반송하는 타입이더라도 좋다.

[2] 세정 시스템(600):

다음에, 세정 시스템(600)에 대해서 설명한다.

도12 내지 도14는 연속식 세정 장치(600)의 구성을 도시하고, 도12는 횡단면 모식도, 도13은 종단면 모식도, 도14는 수위 조정용 배수로(669)의 상세도이다.

연속식 세정 장치(600)는, 용기(660)와 회전체(662)를 구비한다. 도12 및 도13에 있어서 용기(660)는 스테인레스강 등의 금속으로 형성될 수 있다. 용기(660)의 일단 상부에는 분쇄 수지의 투입구(663)가 설치되어 있고, 타단의 측면에는 분쇄 수지의 배출구(668)가 설치되어 있다. 또한, 용기(600)의 상부에는 적어도 1개소의 급수구(664)가 설치되어 있고, 하부에는 적어도 1개소의 배수구(666)가 설치되어 있다. 배수구(666)에는 수위 조정용 배수로(669)가 연접되어 있다.

분쇄 수지의 투입구(663)로부터는 단위 시간당 소정량의 분쇄 수지가 연속적으로 투입되고, 용기(660) 내를 반송하여, 배출구(668)에서 배출된다. 이 때, 분쇄 수지의 투입 속도와 배출 속도를 동일 정도로 하고, 또한, 이들 각 속도를 거의 일정하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 급수구(664)로부터 공급하는 물은, 배수구(666)에 연접된 수위 조정용 배수로(669)의 개구단으로부터의 배수 속도를 감안하면서, 수위 조정관(669b)에 의해 수위가 유지되는 속도로 공급하는 것이 바람직하다. 이와 같이 분쇄 수지의 투입과 배출, 및 물의 공급과 배출 속도를 조정하는 것으로, 항상 일정량의 분쇄 수지와 물이 용기(660) 내를 반송한다. 이로써, 분쇄 수지가 균등하게 세정되고, 그 결과, 표면에 이물질이 잔류하는 분쇄 수지의 발생이나, 표면이 과도하게 깎이는 분쇄 수지의 발생이 방지된다.

용기(660)의 바닥부 등에 설치된 배수구(666)에는 슬릿 또는 펀칭 플레이트가 형성되어 있다. 또한 배수구(666)에는, 수위 조정용 배수로(669)가 연장 설치되어 있다. 수위 조정용 배수로(669)는, 배수구(666)에 연접되어 용기(660)의 측방에 세워져 있는 배수관(669a)과 배수관(669a) 내의 미끄럼 이동 가능하게 끼워 장착된 역 U자형의 수위 조정관(669b)을 갖는다. 배수관(669a)의 내주면과 수위 조정관(669b)의 외주면과의 사이에는 시일용 O링(669c)이 개장되어 수밀하게 유지되고 있다. 수위 조정관(669b)을 상하로 함으로써, 세정 장치(600) 내의 수위를 조정하여 소정의 수위를 유지할 수 있다.

급수구(664)와 배수구(666)는, 각각 1개소라도 좋지만, 복수 개소 설치될 수도 있다. 급수구(664)를 용기(660)의 일단측에서 타단측으로 복수 개소 설치한 경우에는, 세정에 의해 발생한 먼지 등을 빠르게 배수구(666)로 유동시키고, 수위 조정용 배수로(669)를 통해 세정 장치 밖으로 배출할 수 있다. 또한, 먼지 등이 분쇄 수지에 재부착하는 것을 충분히 방지할 수도 있다.

배수구(666)에 설치되는 슬릿 또는 펀칭 플레이트 등의 구멍은, 물 및 먼지등은 통과할 수 있지만, 분쇄 수지는 통과할 수 없는 크기면 좋다. 구멍 0.3 내지 2 mm 정도의 슬릿 등으로 하면, 강도의 면에서 바람직하다. 또한, 배수구(666)는 용기(660)의 저면과 측면에 설치할 수 있지만, 수위의 조정을 위해서는 저면에 설치하는 것이 바람직하다. 또한 측면에 설치되는 경우에는, 당연히 낮은 위치로 설치하는 것이 바람직하다.

수위 조정관(669b)의 개구단은 대기로 개방하고, 용기(660) 내의 수위가 거의 수위 조정관(669b)의 개구단의 높이로 균등하게 되도록 한다. 이로써, 물의 공급량이 변동한 경우에도 수위는 일정하게 유지되고, 잉여의 물은 수위 조정관(669b)의 개구단으로부터 배출된다. 한편, 배출된 물은 저수조에 저장되고, 펌프로 퍼올리고, 필터에 의해 먼지등의 이물질을 여과하여 순환시켜 재사용할 수도 있다.

회전축(662)에는 그 길이 방향의 둘레면에, 분쇄 수지를 투입구(663)로부터 배출구(668)로 반송하면서 세정하기 위한 스크류 블레이드(662c)와 분쇄 수지에 충격을 주면서 표면의 이물질을 긁거나 깎거나하기 위한 세정판(662a)과, 세정핀(662b)은 어느 한 쪽만으로도 좋지만 이들을 조합하여 설치하는 것이 바람직하다.

스크류 블레이드(662c)의 지름, 세정판(662a)의 두께 및 세정핀(662b)의 길이 등은 효율 좋게 세정할 수 있는 한도는 특별히 한정되지 않는다. 이들은 거의 같은 지름을 갖는 스크류 블레이드(662c)로 하거나 대략 같은 지름과 두께를 갖는 세정판(662a)으로 하거나 대략 동일한 길이의 세정핀(662a)으로 할 수도 있다. 또한, 분쇄 수지를 반송하면서 세정하기 위한 스크류 블레이드(662c)의 매수는, 1개소당 2 내지 3매로 하는 것이 바람직하다. 또한, 스크류 블레이드(662c)의 1개소당의 축방향의 길이는, 직경에 대하여 0.5 내지 3으로 하는 것이 바람직하고, 이들의 스크류 블레이드(662c), 세정판(662a) 및 세정핀(662b)은 번갈아 설치되어 있지만, 각각에 대하여, 1개소에 설치되는 매수나 갯수는 같아도 좋고 각각 임의의 매수나 갯수를 조합시켜도 좋다.

스크류 블레이드(662)의 피치는 회전수를 고려하여 설치할 필요가 있지만, 분쇄 수지를 효율좋게 연마·세정하기 위해서는 비교적 고속으로 회전시킬 필요가 있고, 이 때문에, 1피치를 0.3 내지 1.5D로 하는 것이 바람직하다. D는 스크류 블레이드(662c)의 지름이다. 피치가 0.3D 미만이면, 인접하는 스크류 블레이드의 간격이 너무 작아 파쇄 수지가 간격이 좁은채 스크류 블레이드와 함께 회전해 버리고, 반송이나 세정이 불충분하게 되는 것이 있다. 또한, 블레이드의 간극에 끼워진 채로의 분쇄 수지가 용융되어 버리고, 세정을 계속할 수 없게되는 것도 있다. 피치가 0.5D를 초과하면, 반송 효율이 저하한다. 한편, 스크류 블레이드(662c)의 반송 능력이 너무커서 세정판(662a)이나 세정핀(662b)이 설치되어 있는 부위에서의 체류 시간이 부족한 경우는, 스크류 블레이드의 일부를 절결하는 것으로, 반송 능력과 세정 작용과의 밸런스를 조정할 수도 있다.

세정판(662a)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전축(662)의 축 방향으로부터 본 평면 형상을 원형이나, 삼각형, 사각형 등의 다각형 등으로 할 수 있다. 세정판(662a)의 형상은 회전축(662)에 대하여 반드시 대칭일 필요는 없다. 또한, 회전축(662)에 대하여 경사시킴으로써, 반송 기능을 갖게 하는 것도 가능하다. 또한, 반송 방향으로 경사시킨 것과 반송 방향의 역방향으로 경사시킨 것을 조합함으로써 세정 효율을 높이는 것도 가능하다. 세정핀(662b)의 단면형상에 대해서도 마찬가지이고, 원형이나, 삼각형, 사각형 등의 다각형으로 할 수 있다. 단면을 다각형으로 하면 세정 효율이 높아지기 때문에 바람직하다. 또한, 세정핀(662b)을 회전축(662)의 주위면으로부터 반드시 수직으로 입설시킬 필요는 없고, 적당하게 각도를 갖게 할 수도 있다.

회전축(662)의 회전수는 장치의 크기, 세정 대상의 분쇄 수지의 종류, 요구되는 세정 정도에 따라 적정 범위가 다르다. 일반적으로, 세정판(662a)이나, 세정핀(662b)의 선단의 선속도가 0.5 내지 20 m/초의 범위가 좋고, 바람직하게는 1 내지 10 m/초의 범위가 좋다. 상기 선속도가 0.5 m/초 미만으로 되는 회전수에서는, 처리 시간을 길게 해도 분쇄 수지 표면을 충분히 세정할 수 없다. 상기의 선속도가 20 m/초를 초과하면, 세정 장치 내부가 온도 상승되어 분쇄 수지가 연화되어 용융하기 쉽게 되고 큰 구동력을 필요로 하기 때문에 좋지 않다.

용기(660)의 내표면이나, 스크류 블레이드(662c), 세정판(662a), 세정핀(662b)의 표면, 즉 분쇄 수지와 접촉하는 표면의 적어도 일부는 조면화(거칠게) 되어 연마면으로 되어 있다. 그 때문에, 분쇄 수지 표면의 이물질이 효율 좋게 마멸되거나 제거된다. 조면의 요철의 깊이는, 바람직하게는 40 내지 2000 ㎛, 더 바람직하게는 50 내지 1000 ㎛, 특히 바람직하게는 60 내지 500 ㎛의 범위이다. 요철의 깊이가 40 ㎛ 미만이면, 이물질을 충분히 제거할 수 없다. 요철의 깊이가 2000 ㎛를 초과하면, 분쇄 수지 표면이 과도하게 연마되어 버려서, 수지의 회수율이 저하되어서 좋지 않다.

상기 조면화의 정도는, 분쇄 수지의 투입구(663)로부터 배출구(668)까지의 사이에서 일정할 필요는 없다. 투입구(663)측에서는 거칠고 배출구(668)측에서는 상대적으로 매끄럽게 하는 등에 의해 변화시켜서 세정효율을 조정할 수도 있다. 또한, 물에 필요에 따라 각종의 연마제 등을 배합하는 것에 의해 세정효율을 높여도 좋다.

도시한 예에서는 2축의 세정 장치를 도시하고 있으나, 반드시 2축 타입일 필요는 없다. 단축이라도 좋고 3축 이상의 다축 장치로 하는 것도 가능하다. 단, 단축의 경우는 장치 내에서의 분쇄 수지의 움직임이 단조롭게 되기 때문에 세정효율이 저하되는 경향이 있다. 또한, 3축 이상의 경우는 구조가 복잡하게 되어 값이 비싸진다.

세정 장치의 내용량은 처리량 등에 따라서 적절하게 설계할 수 있다. 용기(660)의 내부의 회전축(662)과 직교하는 방향의 치수는 회전축(662)에 설치된 스크류 블레이드(662c)의 직경과, 용기(660)의 내표면과, 스크류 블레이드(662c)의 선단부 사이의 소요 간극에 따라서 적절하게 결정할 수 있다. 또한, 회전축(662)의 축방향 치수는 스크류 블레이드(662c)의 직경의 5 내지 30배, 바람직하게는 10 내지 30배 정도이다.

축방향의 치수가 스크류 블레이드(662c)의 직경의 5배 미만이면 분쇄 수지의 일부가 충분히 세정되지 않은 채로 배출구(668)까지 반송되기 때문에 세정 불충분의 분쇄 수지가 혼입되어 재활용 수지 재료의 품질이 저하된다. 축방향의 치수가 스크류 블레이드(662c)의 직경의 30배를 초과하면 회전축(662)의 강도를 높게 한다거나 지지 방식에 설계 변경이 필요하기 때문에, 용기(660)의 내표면과 스크류 블레이드(662c) 등과의 접촉을 방지하는 것이 어렵게 되어 장치의 비용이 대폭 상승하게 된다.

상기 설명에서는, 연속식의 세정 장치에 대하여 설명하였으나. 배치식의 세정 장치를 사용하는 것도 가능하다. 이러한 배치식의 세정 장치의 일예로서 종형 배치식 세정 장치를 도15에 도시하였다.

용기(661)는 원통형으로 하는 것이 바람직하고, 스텐레스강 등의 금속에 의해 형성할 수 있다. 이 용기(661)의 상면에는 수지 파쇄편 투입구(663)가, 하면에는 수지 파쇄편 배출구(668)가 설치되어 있다. 이 수지 파쇄편 배출구(668)에는 휴지시에는 용기 본체 저면과 밸브가 동일 면을 형성하는 피스톤형 밸브(621)를 배설하고, 세정후에는 피스톤형 밸브(621)를 개방하여 수지 파쇄편을 취출하는 구조로 하는 것이 가능하다.

또한, 용기(661)의 측면 상부에는 급수구(664)가 설치되고, 측면 하부에는 배수구(666)가 설치되고, 이 배수구(666)에는 도14에 도시한 수위 조정용 배수로(669)가 연접되어 있다. 급수구(664)는 용기(661)의 상면에, 배수구(666)는 용기의 하면에 설치될 수 있다. 또한, 도15에서 배수구(666)는 용기(661)의 측면 하부의 전체 주연에 걸쳐 형성되어 있으나. 이는 측면 하부의 주연의 일부에 설치되어 있어도 좋다. 또한, 수지 파쇄편 투입구(663)와 수지 파쇄편 배출구(668) 사이의 상대 위치 관계는 특별히 한정되어 있지 않으나, 용기(661)의 횡단면에서의 대각선 상에 설치하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 전체 수지 파쇄편을 균등하고 효율 좋게 세정할 수 있다.

교반익(603)의 형상은 특별히 한정되어 있지 않으나, 표면적이 큰 패들형 날개 또는 격자 날개 등으로 하는 것이 바람직하다. 교반익(603)은 용기(661)의 중심부에 설치되어 용기(661)의 내표면과 교반익(603)의 표면의 적어도 일부는 조면화 되어 있다. 이 조면화의 정도 외에도, 용기(661) 내의 수지 파쇄편과 물과의 용량비, 배수구(666)를 형성하는 슬릿 또는 펀칭 플레이트 등의 눈크기 등은 상술한 횡형 연속식 세정 장치의 경우와 같다.

[3] 회수 시스템(800):

다음에, 회수 시스템(800)에 대해서 설명한다.

회수 시스템(800)은 세정 시스템(600)에 의해 세정된 분쇄 수지와 이물질의 혼합물로부터 이물질을 분리하여 분쇄 수지를 회수하는 것이다. 회수 시스템(800)으로서는 예를 들어 자력에 의해 금속을 제거하는 방식, 물 세척에 의해 이물질을 제거하는 방식, 풍력에 의해 이물질을 제거하는 방식 등, 여러 방식을 채용할 수 있다.

도16에 도시한 장치는, 분쇄 수지와 이물질의 혼합물을 물 세척하는 것에 의해 분쇄 수지와 이물질을 분리하고 이 이물질을 물과 함께 흘려보냄으로써 남은 분쇄 수지를 회수하는 장치이다.

세정 시스템(600)에 의해 전술한 분쇄 수지의 표면에는 세정에 의해 마멸되거나 제거된 이물질(도장, 도금, 라벨 등의 미분말)이 부착되어 있다. 이 혼합물(분쇄 수지와 이물질의 혼합물)은 먼저 연속 방식의 물 세척기인 수세기(881)에 투입되어 물 세척된다. 이에 의해, 분쇄 수지의 표면에 부착되어 있는 이물질의 대부분은 물과 함께 흘러 버린다. 또한, 이 물은 필터 처리된 후 재사용된다.

물세척 후의 분쇄 수지는 관로(882)를 거쳐 탈수기(883)에 이송되어, 해당 원심탈수기(883)에 의해 탈수가 행해진다. 탈수후의 분쇄 수지는 진동체(884)에 의해 진동되면서 반송됨으로써, 잔류하여 있는 이물질을 제거한다. 그 후에, 소정의 회수 수단에 회수된다, 또한, 진동체(884)에서의 반송 후에, 또 자력에 의한 금속 제거나 풍력에 의한 이물질 제거를 행하는 수단(889)을 설치해도 좋다.

이렇게 해서 수지의 재활용이 행해진다.

실시예:

이하에 상기 실시 형태의 분쇄기를 이용하여 분쇄한 결과를 도17에 도시한다. 또한, 상기 분쇄기의 사양은 아래에 설명하는 대로이다.

투입구 폭 ········300 mm ×600 mm

체인 컨베이어폭 ······340 mm

모터 ············5.5 kW

컨베이어 회전수 ······50 rpm

연결판의 파쇄날 ······1매에 2열 18개 부착

대향 부재 ·········슬릿 부착 고정판

I-[1] 실시예 A

회수된 복사기로부터 20점의 수지 부품을 수작업으로 취출하였다. 각 수지 부품의 크기나 형상은 여러 가지이나. 전부 약 2 내지 3 mm의 판두께의 성형품으로서, 최대 길이는 630 mm이었다. 이들을 종 ×횡 ×높이의 2개 이상이 280 mm ×170 mm이하인지 아닌지에 따라 2개로 분류했다.

[1-1] 280 mm ×170 mm 이하의 것

5점 합계 2.3 kg

[1-2] 280 mm ×170 mm를 초과하는 것

15점 합계 9 kg

이들의 성형품을 도3의 분쇄기(사양은 앞의 것과 동일)에 걸어 분쇄했다.

결과를 도17의 표1에 도시했다. 도17의 표1 중에서, 「투영원 상당 직경」으로는 입자의 투영면적과 같은 원의 직경으로 정의된다 (화학공업편람, 개정5판, P219). 여기서는 입자 100개 전후를 중첩하지 않도록 평면으로 나란하게 촬영하고, 갯수와 면적을 화상 처리하여 계측하고, 면적의 합계를 입자수로 나눈 평균 면적을 구하여 이 면적과 같은 원의 직경을 산출한다.

I-[2] 비교예 A

실시예 A와 동일한 수지 부품을 (주)호오라이 제의 소형 분쇄기『UG-280 (유효구경 280 mm ×170 mm, 5.5 kW)』에 15 mm 직경의 스크린을 부착하여 분쇄하도록 했다.

그러나, 상기 [1-2]의 수지 부품 (280 mm ×170 mm를 넘는 것)에 대해서는 (주)호오라이 제의 소형 분쇄기 『UG-280』에 투입할 수 없고, 분쇄할 수 없었다.

II-[1] 실시예 B(식별에 관한 실시예):

하기 1 내지 3의 수지 재료의 성형품(3변의 치수가 15 cm, 10 cm, 10 cm 이고, 두께가 3 mm인 상자형 성형품)을 성형 부재마다 별도로 분쇄기(주식회사 호오라이제, UG-280 분쇄기 (사용 스크린 20 mm)에 걸어서 분쇄했다. 분쇄 수지 크기는 상당 직경에서 평균 10 mm 정도이었다. 여기서, 상당 직경은 분쇄 수지의 투영면적과 동면적의 원의 직경을 말한다.

상기한 분쇄 수지를 성형 부재마다 별도로 수용 주머니(폴리에틸렌 주머니(세로 23 cm이고 가로 17 cm이고, 두께 40 ㎛))에 수용하고, 각각 수지 식별장치(스펙트라코드사 제품, RP-1, 라만 스펙트럼 분석에 기초한 수지 식별장치)로 수지의 종류를 식별하고 식별 소요 시간을 측정했다. 결과를 도18의 표2에 도시했다. 표 중에서, ○는 전체의 크기가 식별가능한 경우이고, ×는 식별할 수 없는 크기가 존재한 경우이다.

- 아래 -

1. 아크릴로니트릴부타디엔스티렌

2. 폴리스티렌

3. 폴리카보네이트/아크릴로니트릴부타디엔스티렌

II-[2] 비교예 B(식별에 관한 비교예)

비교예 B가 거의 같다.

비교예 B와 다른 점은 상기 1 내지 3의 수지 재료의 성형품을 별도로 하지 않고 동시에 분쇄기로 분쇄한 점과, 동시에 분쇄한 것이기 때문에 3종류의 수지가 혼합된 분쇄 수지를 수용 주머니에 넣지 않고 하나씩 수지 식별장치로 종류를 식별한 점이다. 결과를 도18의 표2에 도시했다.

표2에서, 식별 시험점수는,

『식별시험점수 = 분쇄전의 성형품 중량/분쇄품의 표준 중량』이라는 식으로 추정했다. 분쇄전의 제품중량은 702 g, 분쇄품의 표준중량은 0.259 g이고, 이로부터 식별시험점수는 2700으로 된다. 이는 실시예 B의 약 900배의 식별시험점수이다. 또한, 분쇄품의 표준중량으로서는 상당 직경 약 10 mm의 원판형 분쇄품 10개의 평균중량을 이용했다.

『식별소요시간 = 전 분쇄품의 중량/1분간에 식별할 수 있는 분쇄품의 중량』이라는 식으로 추정했다. 전 분쇄품의 중량은 702 g, 1분간에 식별할 수 있는 분쇄품 중량은 5.21 g이고, 이로부터 식별 소요시간은 135분으로 된다. 이는 실시예 B의 약 900배의 식별소요시간이다. 또한, 상당 직경 1 mm 이하의 분쇄품에서는 식별기에의 위치 맞춤이 곤란하거나, 라만 스펙트럼 강도가 낮아지기 때문에 식별할 수 없는 것이 있었다.

다음에, 세정 시스템에 관한 실시예를 설명한다.

시장에서 회수된 OA 기기를 분해하여, 분류된 ABS 수지로 되는 관체를 선별하고, 이를 시판되고 있는 파쇄기(주식회사 호오라이 제품, 형식 「UG-280」, 10 mm 스크린)를 사용하여 파쇄하고, 수지 파쇄편으로 하여 세정에 제공했다. 관체의 일부에는 종이제의 시일이 부착되고, 표면은 장기간의 사용 및 회수, 분해, 분별시의 취급에 의해 오염물이 부착되어 있었다. 이하. 이 수지 파쇄편을 파쇄편(A)로 한다.

또한, 동일하게 회수되어 표면에 도장이 실시되어 있는 ABS 수지로 되는 관체를 동일하게 파쇄 처리했다. 이를 파쇄편(B)로 하여 세정에 제공했다.

III-[1] 실시예 C (도12 및 도13에 도시된 횡형 연속식 세정 장치에 의한 세정)

(1) 사용된 세정 장치

세정 장치의 회전축에 설치된 스크류 블레이드의 직경은 100 mm이고, 장치의 길이는 스크류 블레이드의 직경의 25배, 즉 2.5 m이다. 또한, 배수구에는 눈크기 1.2 mm의 슬릿이 설치되고, 수위 조정관에 의해 수위를 회전축보다 작은 높이 위치에 설치하고, 용기 내에 파쇄편(A)과 세정수와의 질량이 거의 동일하도록 하여 설정했다.

또한, 회전축에는 스크류 블레이드와, 반원형의 원반이 40 mm의 간극에서 위상을 각각 90도로 하여 배치하고, 성형된 복수개의 세정판이 각각의 축방향의 길이와 직경과의 비가 2 내지 4로 되는 치수비에서 상호 배설되어 있다. 또한, 스크류 블레이드의 일부는 절취되어 있고, 반송성이 조정되어 있고, 용기의 내표면, 나란한 스크류 블레이드 및 세정판의 표면의 전면에 50 내지 100 ㎛의 깊이의 요철이 설치되어 조면화되어 있다.

(2) 세정 조작

이 세정 장치의 수지 파쇄편 투입구에, 파쇄편(A)을 50 kg/시간의 속도로 투입했다. 한편, 물은 수지 파쇄편 투입구로부터 30 kg/시간으로 공급함과 동시에, 장치의 길이 방향의 중간부에 설치된 2개소의 급수구로부터도 공급되었다. 이들 물의 공급량은 배수로의 개구단으로부터 배수량이 100 kg/시간으로 되도록 조정되었다.

그리고, 회전축의 회전수를 400 rpm(세정판의 선단의 선속도는 2.1 m/초로 된다)으로 하여 세정처리하고, 수지 파쇄편 배출구로부터 처리후의 파쇄편(A)에 배출구에 설치되어 있는 슬릿을 통과하지 않은 종이제 시일 등의 분진이 혼입된 슬러리 형태의 회수품을 얻었다. 이 회수품을 눈크기 2 mm인 진동식 체 상에 산재시켜 물을 뿌리지 않은 종이제의 시일의 단편 및 분진 등을 분리하고 제거한 후에, 탈수기로 탈수하고, 건조시키고, 이어서 풍력 분급기에 의해 물을 뿌려서는 제거되지 않은 비중이 작은 이물질을 분리하고 제거하여 세정된 파쇄편을 회수한다.

(3) 세정후의 이물질의 검사

10 g의 파쇄편을 스테인레스강제 플레이트에 끼워진 청정한 알루미늄박 사이에서, 온도 220 ℃, 압력 4 MPa의 조건으로 압축 성형하여 직경 약 200 mm의 시트로 했다. 그 후, 이 시트로부터 알루미늄박을 박리하여, 시트의 양면을 확대경으로 관찰하여 이물질을 계수했다. 결과를 도19의 표에 도시한다.

III-[2] 비교예 C

물을 사용하지 않은 것 이외는 실시예 C와 동일하게 하여 파쇄편(A)을 투입하기 시작했으나, 잠시 후에 파쇄편의 용융이 시작되어 동력의 부하가 과대하게 되어 운전 불능으로 되었다.

II1-[3] 비교예 D

비교예 C에서, 파쇄편이 용융하지 않는 회전수를 검토하여, 회전축의 회전수를 50 rpm (세정판의 선단의 선속도는 0.26 m/초가 된다)까지 떨어뜨린 것 이외에는 비교예 C와 동일하게 물을 사용하지 않고 세정했다. 세정후, 수지 파쇄편 배출구에서 배출된 처리후의 파쇄편(A)을, 실시예 C와 같이 하여 후처리하여 이물질을 분리, 제거하여, 실시예 C와 같은 방법으로 세정된 파쇄편의 이물질을 계수했다. 결과를 도19의 표3에 도시한다.

III-[4] 실시예 D

파쇄편(B)을 사용하여, 중간부로부터 투입하는 세정수의 공급량을 늘려, 배수로의 개구단으로부터의 배수량이 200 kg/시간이 되도록 조정한 다른 것 이외에는 실시예 C와 같이 하여 세정했다. 세정후, 수지 파쇄편 배출구에서 배출된 처리후의 파쇄편(B)을, 실시예 1과 같이 하여 후처리하여 이물질을 분리, 제거하여, 실시예 C와 같은 방법으로 세정된 파쇄편의 이물질을 계수했다. 결과를 도19의 표3에 도시한다.

III-[5] 비교예 E

회전축의 회전수를 50 rpm까지 떨어뜨린 것 이외에는 실시예 D와 같이 하여 세정했다. 세정후, 수지 파쇄편 배출구에서 배출된 처리후의 파쇄편(B)을, 실시예 C와 같이 하여 후처리하여 이물질을 분리, 제거하여, 실시예 C와 같은 방법으로 세정된 파쇄편의 이물질을 계수했다. 결과를 도19의 표3에 도시한다.

III-[6] 실시예 E(도15에 도시한 종형 배치식 세정 장치에 의한 세정)

통형의 용기의 내부 직경은 400 mm, 높이는 500 mm이고, 중심부에는 외경 360 mm인 격자 날개가 배치되어 있고, 용기의 내표면 및 격자 날개의 표면의 전면에 200 내지 300 mm의 깊이의 요철이 설치되어 조면화되어 있다.

이 세정 장치에, 22 kg의 파쇄편(A)과 20 kg의 물을 주입하고, 이 시점에서의 액면에 수위 조정관의 높이를 조정하고, 격자 날개를 300 rpm으로 회전시켜, 물을 20 리터/시간의 속도로 공급하고, 또 배출시키면서 20분간 세정했다. 세정후, 피스톤형 배출밸브를 개방하여 처리후의 파쇄편(A)을 취출하고, 실시예 C와 같은 후처리를 하여 이물질을 분리, 제거하여, 실시예 C와 같은 방법으로 세정된 파쇄편의 이물질을 계수했다. 결과를 도19의 표3에 도시한다.

III-[7] 비교예 F

용기의 내표면 및 교반익의 표면의 전면이 조면화되어 있지 않은 세정 장치를 사용한 것 이외에는 실시예 E와 같이 하여 세정했다. 세정후, 피스톤형 배출 밸브를 개방하여 처리후의 파쇄편(A)을 취출하여, 실시예 C와 같은 후처리를 하여 이물질을 분리, 제거하여, 실시예 C와 같은 방법으로 세정된 파쇄편의 이물질을 계수했다. 결과를 도19의 표3에 도시한다.

도19의 표3 결과에 따르면, 세정 장치의 수지 파쇄편과 접촉하는 부분을 조면화 함으로써, 세정후의 파쇄편에는 이물질이 매우 적고, 특히 최대 길이가 0.25 mm를 넘는 이물질은 전혀 볼 수 없는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 C에서는, 파쇄편의 용융 때문에 운전 불능이며, 비교예 D 및 F, 특히 비교예 D에서는, 크고 작은 이물질이 다수 존재하고, 또 비교예 E에서는 다량의 도포막편 잔액 때문에 이물질의 계수가 불가능하고, 어느 것도 극히 열악한 것을 알 수 있다.

본 발명에 따르면, 폐기 기기로부터 회수한 수지 성형품으로부터 재사용 가능한 수지 재료를 재활용하는 시스템을 얻을 수 있다.

도1은 본 발명의 수지 재활용 시스템의 개요를 도시한 블록도.

도2는 본 발명에 이용되는 분쇄 수단과 분별 수단의 구성예를 도시한 모식도.

도3은 본 발명에 이용되는 분쇄기의 일예를 모식적으로 도시한 측면도.

도4는 도3의 일부 확대도.

도5a는 대향벽의 정면도, 도5b는 도5a의 5B에 있어서의 단면도, 도5c는 체인 컨베이어 연결판의 평면도, 도5d는 도5c의 5D에서의 단면도.

도6a는 분쇄기의 다른 예를 모식적으로 도시한 측면도이며, 도6b는 또 다른 예를 모식적으로 도시한 측면도.

도7은 도2의 시스템 제어부의 입출력 관계를 도시한 블록도.

도8은 수지 판별·분별 회수의 제어 순서의 일예를 도시한 흐름도.

도9a 및 도9b는 식별 장치를 구비한 중합체 반송 기구의 일예를 모식적으로 도시한 측면도 및 상면도.

도10은 도9a의 10-10선 단면도.

도11a 및 도11b는 식별 장치를 구비한 중합체 반송 기구의 다른 예를 모식적으로 도시한 측면도 및 상면도.

도12는 본 발명의 횡형 연속식 세정 장치의 일예를 도시한 횡단면도.

도13은 본 발명의 횡형 연속식 세정 장치의 일예를 도시한 종단면도.

도14는 세정 장치의 수위 조정용 배수로를 도시한 단면도.

도15는 본 발명의 종형 배치(batch)식 세정 장치의 일예를 도시한 횡단면도.

도16은 본 발명의 회수 수단의 구성예를 도시한 블록도.

도17은 분쇄기를 이용하여 분쇄한 결과를 도시한 표.

도18은 식별 장치를 이용하여 식별한 결과를 도시한 표.

도19는 각종 세정 장치에 의한 세정 결과를 도시한 표.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

21 : 수지 분쇄기

25 : 수용 주머니

41 : 수지 식별 장치(수지 판별 장치)

47a 내지 47c : 분별 회수 장치

49 : 반송 장치

220 : 체인 컨베이어

222 : 파쇄날

421 : 검출 소자

422 : 투광판

600 : 연속식 세정 장치

Claims (6)

1. 회수된 열가소성 수지 제품을 파쇄하여, 파쇄편으로 한 후, 상기 파쇄편을 물과 함께, 용기와, 상기 용기 내에 회전가능하게 배치된 회전체를 갖고, 상기 용기의 내표면 및 상기 회전체의 표면의 적어도 일부가 조면화된 세정 장치에 공급하여, 상기 회전체를 회전시켜서 상기 파쇄편을 세정하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 제품의 세정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 조면화가, 상기 용기의 내표면 및 상기 회전체의 표면의 적어도 일부에 깊이 40 내지 2000 ㎛의 요철부를 설치하는 것에 의해 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 제품의 세정 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 용기의 여러 개소에서 물을 연속적으로 공급하고, 또한 상기 세정 장치 내의 수위가 일정하게 되도록 배수하고, 상기 파쇄편과 상기 물의 질량비를 일정하게 유지하면서 세정하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 제품의 세정 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 세정 장치 내의 상기 파쇄편과 상기 물의 질량비를 1 : 0.3 내지 2.0으로 제어하고, 또한 상기 세정 장치 내의 온도가 70 ℃ 이하로 되도록 물을 연속적으로 공급하면서 배출하고, 상기 회전체의 회전축으로부터 직경 방향으로 가장 떨어진 부위의 선속도가 0.5 내지 20 m/초로 되는 회전수에서 세정하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 제품의 세정 방법.
5. 용기와, 상기 용기에 내장된 회전체를 구비하는 열가소성 수지 제품의 세정 장치에 있어서,

   상기 용기는, 일단 연부의 상부에 설치된 수지 파쇄편 투입구, 타단 연부의 하방에 설치된 수지 파쇄편 배출구, 급수구 및 배수구를 갖고, 상기 배수구에는 수위 조정용 배수로가 연접되고, 상기 회전체는, 회전축과, 상기 회전축의 주위에 설치된 스크류 블레이드 및 복수의 세정판 및 세정핀중 적어도 한가지를 갖고, 상기 용기의 내표면 및/또는 상기 스크류 블레이드, 상기 세정판 및 상기 세정핀중의 적어도 하나의 표면의 적어도 일부가 조면화되어 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 제품의 세정 장치.
6. 용기와 교반익을 구비하는 열가소성 수지 제품의 세정 장치에 있어서,

   상기 용기는 상부에 설치된 수지 파쇄편 투입구 및 급수구, 및 하부에 설치된 수지 파쇄편 배출구 및 배수구를 갖고, 상기 배수구에는 수위 조정용 배수로가 연접되고, 상기 용기의 내표면 및/또는 상기 교반익의 표면의 적어도 일부가 조면화되어 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 제품의 세정 장치.