KR100485814B1

KR100485814B1 - 혼합 플라스틱 정전분리장치용 전극판의 배치구조

Info

Publication number: KR100485814B1
Application number: KR10-2002-0040265A
Authority: KR
Inventors: 전호석; 신선명
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2005-04-28
Also published as: KR20040006254A

Abstract

본 발명은 서로 다른 재질이 서로 혼합된 플라스틱입자를 정전분리현상을 이용하여 분리하는 정전분리장치의 전극판 배치구조에 관한 것으로, 특히 전극판은 서로 대향하면서 상하방향으로 배치된 양극판(10)과 음극판(20)으로 구성되고, 상기 양극판(10)과 음극판(20)은 전기전도성이 우수한 알루미늄, 아연, 구리, 니켈, 은 중 어느 하나의 재질로 이루어진 와이어로써 스크린형상으로 구성되며, 상단에서 하단으로 갈수록 간격이 점차 확대되게 사이각(α)을 형성하여 낙하하는 플라스틱입자가 전극판에 충돌하여 튕겨져 나가더라도 저장용기를 벗어나지 않고 지정된 저장용기에 정확하게 낙하하게 함으로써 플라스틱 분리 정확도를 높일 수 있고, 아울러 각 전극판의 전면에 플라스틱재의 필름(5)이 부착되어 전극판쪽으로 편향되는 플라스틱입자를 완충하여 반발되는 거리를 줄여주는 동시에 전극판에 플라스틱입자가 부착되는 것을 막아주게 된다.

Description

혼합 플라스틱 정전분리장치용 전극판의 배치구조{ ARRANGEMENT OF ELECTRODES FOR ELECTROSTATIC PLASTIC PARTICLES SEPARATOR}

본 발명은 정전분리를 이용하여 여러가지 종류가 혼합된 플라스틱을 종류별로 분리하는 혼합플라스틱 정전분리장치에 관한 것으로, 특히 대전된 플라스틱입자의 분리효율을 높일 수 있는 전극판의 배치구조에 관한 것이다.

현재 플라스틱은 경량이면서 강도와 성형성이 우수하여 그 사용량이 매년 증가함에 따라 폐플라스틱의 량도 급격히 증가하고 있다. 그런데 폐플라스틱은 재활용율이 극히 낮아서 경제적인 손실은 물론 환경보호차원에서 큰 문제로 대두되고 있다.

특히 여러가지 종류의 플라스틱이 혼합되어 있는 폐플라스틱은 그대로 재생하기가 어려워 그대로 폐기되거나 재생을 하더라도 품질이 낮으므로 제품의 원료로 사용되기 어렵다. 따라서 이러한 혼합 플라스틱의 경우는 종류별로 분별하는 것이 필요하여 여러가지 방법이 개발되어 오고 있다.

그 중 정전기를 이용하여 플라스틱을 종류별로 분별하는 정전분리장치가 가장 널리 알려져 있고, 한국 특허공개 제10-2000-50048호로 개시된 것이 있다. 상기 종래의 정전분리장치는 마찰대전기를 사용하여 혼합폐플라스틱입자를 교반시켜 마찰시킴으로써 플라스틱입자를 대전시킨 후, 이들 플라스틱입자를 서로 마주보게 배치된 음극판과 양극판의 1쌍의 전극판사이로 자유낙하시키면 음전하를 띤 플라스틱입자는 양극판쪽으로 편향되어 그 아래쪽에 위치한 용기에 분리저장되고, 양전하를 띠는 플라스틱입자는 음극판쪽으로 편향되어 별도의 용기에 분리저장됨으로써 서로 다른 2종류의 플라스틱입자를 분별하게 되어 있다.

그런데 상기 종래의 정전분리장치는 서로 반대 극성을 가진 1쌍의 전극판들이 서로 일정한 간격으로 대향하면서 상하 수직방향으로 배치되어 있다. 따라서 플라스틱입자가 2개의 전극판 사이를 낙하하면서 각 전극판에 이끌려 편향될 때 전극판에 충돌하여 반발하므로 각 전극판의 아래쪽 용기에 곧바로 투입되지 못하고 반대쪽의 다른 용기로 투입되어 정확하게 분별되지 않은 현상이 있었고, 크기가 작은 플라스틱입자는 전극판에 부착되어 분리되지 못하여 분리효율이 높지 않은 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기 종래의 정전분리장치가 가진 문제점을 해소하기 위하여 전극판쪽으로 편향되면서 낙하하는 플라스틱입자가 전극판에 부딪혀 튕겨나더라도 다른 쪽 분리용기로 투입되지 않고 정해진 용기에 투입되게 하고, 전극판에 부착되는 현상도 방지함으로써 서로 다른 종류의 플라스틱입자를 정확하게 분별하여 분리효율을 높일 수 있는 전극판 배치구조를 제공함에 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 2종류이상의 재질이 혼합된 플라스틱입자에 정전기를 부여하고 그 정전기를 띤 플라스틱입자를 서로 마주보게 배치된 1쌍의 전극판들 사이로 낙하시켜 플라스틱입자를 정전분리하는 플라스틱 정전분리장치에 있어서, 상기 1쌍의 전극판을 아래쪽으로 갈수록 사이간격이 점차 확대되게 배치한 구조에 특징이 있는 것입니다.

이러한 본 발명은 서로 다른 극성을 가진 1쌍의 전극판이 하단으로 갈수록 가상의 중심수직선에 대하여 멀어지는 방향으로 기울어져 있어 낙하하는 플라스틱입자가 전극판에 충돌하여 튕겨져 나가더라도 저장용기를 벗어나지 않고 지정된 저장용기에 정확하게 낙하하게 함으로써 플라스틱 분리 정확도를 높일 수 있다.

특히, 본 발명은 상기 전극판마다 플라스틱재의 얇은 필름을 적층한 구조로 된 것이다. 이 경우는 분리하고자 하는 플라스틱입자가 전극판에 이끌려 편향될 때 낙하하는 플라스틱입자가 필름에 닿아 완충되므로 플라스틱입자가 저장용기를 벗어날 정도로 튕겨져 나가는 것을 막을 수 있는 동시에 작은 크기의 플라스틱입자가 전극판에 곧바로 부착되는 현상을 방지함으로써 분리효율을 높일 수 있게 된다.

그리고 본 발명은 상기 전극판을 스크린 형상으로 구성함으로써 스크린의 와이어 교차점마다 전류밀도가 집중되어 플라스틱입자를 끌어당기는 인력이 증가되므로 플라스틱 분별력을 향상시킬 뿐아니라 전극판의 무게도 감소시킬 수 있고, 재료도 절감할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전극판 배치구조가 적용된 플라스틱 정전분리장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 2종류 이상의 재질로 혼합성형된 폐플라스틱은 분쇄기(1)를 거치면서 적당한 크기로 분쇄되어 플라스틱입자로 된다. 이 플라스틱입자는일정한 매쉬(mesh)의 스크린을 통과시켜 정전분리하기에 적합한 크기로 선별된다.

이렇게 선별된 혼합 플라스틱입자들은 하전장치(2)안으로 투입되어 양전하 또는 음전하중 어느 하나의 정전하를 띠게 된다. 이때 하전장치(2)는 여러종류가 적용될 수 있지만, 본 발명은 PVC와 같은 플라스틱재질로 만들어진 이송관안으로 분별하고자 하는 혼합플라스틱입자를 블로워에서 배출되는 공기로써 강제이송시키면서 이송관과 분별하고자 하는 플라스틱입자를 서로 마찰접촉시켜 서로 다른 재질의 플라스틱입자에 각각 다른 극성의 정전하를 띠게 하는 방법을 적용한다. 이와 같은 공기식 하전장치는 플라스틱용기안에 플라스틱입자를 충전하고 교반하여 플라스틱입자와 플라스틱용기와의 마찰접촉에 의한 하전방식에 비하여 구조가 간단하여 전체 장치를 컴팩트하게 할 수 있는 장점이 있다.

상기한 바와 같이 하전장치(2)에서 대전된 혼합 플라스틱입자를 극성별로 정전분리하는 1쌍의 전극판(3)이 설치된다. 상기 1쌍의 전극판(3)은 양극판(10)과 음극판(20)으로 이루어진다. 상기 대전된 혼합 플라스틱입자를 1쌍의 전극판의 사이로 자유낙하시키면, 상기 혼합플라스틱입자들 중에서 양전하를 띤 플라스틱입자는 음극판(20)에 이끌려 편향되면서 음극판(20)의 아래쪽에 배치된 제1저장용기(31)에 분리저장되고, 음전하를 띤 플라스틱입자는 양극판(10)으로 편향되면서 낙하하여 양극판(10)의 하단 아래쪽에 배치된 제2저장용기(32)에 분리저장됨으로써 혼합 플라스틱입자를 종류별로 분별하게 된다.

상기 양극판(10)과 음극판(20)은 알루미늄, 아연, 구리, 니켈, 은 등과 같은 전기전도성이 양호한 재질로 만들어지고, 도 1에 도시된 바와 같이, 가상의 중심수직선(L)에 대하여 서로 대칭으로 마주보게 배치된다.

특히 양극판(10)과 음극판(20)은 간격이 하단으로 갈수로 점차 확대되게 배치된다. 표 1에 도시된 바와 같이, 상기 양극판(10)과 음극판(20)의 사이각(α)이 10~40°가 되게 배치하는 것이 가장 우수한 선별효율을 가지는 것으로 판명되었다.

전극들의 사이각(°)	혼합플라스틱의 혼합율( PVC:PET=50:50)
	재질종류	정전기 극성	PET 회수율(%)
0	PVC	-	94
	PET	+
10	PVC	-	97
	PET	+
20	PVC	-	98
	PET	+
30	PVC	-	98
	PET	+
40	PVC	-	94
	PET	+
50	PVC	-	94
	PET	+

상기 표 1에서 "PET회수율"이란 정전분리장치에 투입한 PET의 총중량에 대한 저장용기안에 분리되어 선별된 PET의 중량의 백분율을 지칭하는 것으로, 상기 표 1에서 보이는 바와 같이 상기 양극판(10)과 음극판(20)의 사이각(α)이 10~40°인 경우에 선별효율이 가장 우수하였다.

한편, 도 2은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극판의 구조를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 양극판(10)과 음극판(20)의 안쪽면에는 일정한 간격을 두고 플라스틱재 필름(5)이 부착설치되게 할 수도 있다.

도 3은 플라스틱 필름을 부착한 전극판을 사용하여 ABS와 PVC플라스틱입자가 8:2로 혼합된 플라스틱입자를 정전분리한 경우와 필름을 부착하지 않은 전극판을 사용한 경우에 혼합플라스틱입자의 분별효율을 도시한 그래프이다. 도 3 그래프의 X축은 PVC함량을 나타내고, Y축은 ABS회수율(%)을 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 필름을 부착한 전극판을 사용한 경우, 필름이 없는 전극판을 사용한 경우에 비하여 분별효율이 향상됨을 알 수 있다. 이는 낙하하는 플라스틱입자가 양극판(10) 또는 음극판(20)에 이끌려 편향될 때 이들 전극판에 직접 부딪히지 않고, 필름(5)에 부딪혀 완충되면서 낙하하므로 그 아래쪽 저장용기의 정확한 위치에 낙하하게 되어 정확하게 선별되기 때문이다. 그리고 플라스틱입자가 전기를 띤 전극판에 직접 부딪히지 않으므로 전극판에 부착되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 정전분리장치는 서로 다른 극성을 가진 1쌍의 전극판이 하단으로 갈수록 가상의 중심수직선에 대하여 멀어지는 방향으로 기울어져 있어 낙하하는 플라스틱입자가 전극판에 충돌하여 튕겨져 나가더라도 저장용기를 벗어나지 않고 지정된 저장용기에 정확하게 낙하하게 함으로써 플라스틱 분리 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 혼합 플라스틱 정전분리장치의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 전극판의 다른 실시예에 대한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따라 필름을 부착한 전극판을 사용한 경우와 필름을 부착하지 않은 전극판을 사용한 경우에 있어서 플라스틱이 분리되어 회수되는 비율을 도시한 그래프이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 분쇄기 2: 하전장치

3: 전극판 5: 필름

10: 양극판 20: 음극판

31: 제1저장용기 32: 제2저장용기

Claims

양극판(10)과 음극판(20)으로 이루어진 1쌍의 전극판이 서로 대향되게 배치되고, 상기 양극판(10)과 음극판(20)은 상단에서 하단으로 갈수록 그 간격이 점차 확대되게 일정한 사이각(α)을 가지도록 배치되어 각 전극판이 하전장치를 통과하면서 대전된 플라스틱입자를 각각 끌어당겨 정전분리하는 혼합플라스틱 정전분리장치용 전극판의 배치구조에 있어서,

상기 양극판(10)과 음극판(20)이 형성하는 사이각(α)은 10~40°의 범위내의 각도인 것을 특징으로 하는 혼합플라스틱 정전분리장치용 전극판 배치구조.
삭제
제1항에 있어서, 상기 양극판(10)과 음극판(20)은 각각 전면에 얇은 플라스틱 필름(5)이 적층 결합된 것을 특징으로 하는 혼합플라스틱 정전분리장치용 전극판 배치구조.
제1항에 있어서, 상기 양극판(10)과 음극판(20)은 각각 알루미늄, 아연, 구리, 니켈, 은중에서 선택된 하나의 재질로 스크린구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합플라스틱 정전분리장치용 전극판 배치구조.