KR100568799B1 - 건자재용 폐병유리 재처리장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐병유리의 활용도를 향상시킬 수 있는 건자재용 폐병유리 재처리장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 재처리장치는 혼색의 폐병유리를 수집하기 위한 호퍼와, 수집된 상기 폐병유리로부터 이물질을 제거하기 위한 세척기와, 상기 세척으로부터 상기 이물질과 상기 폐병유리를 분류하기 위한 분류기와, 분류된 상기 폐병유리를 분쇄하기 위한 디스크분쇄기와, 상기 폐병유리의 분쇄알갱이를 1차로 8mm이하의 입도에 해당하는 알갱이를 걸러내어 분류시키는 바이브레이션피터와, 상기 8mm이하의 입도알갱이를 2차로 5mm이하의 입도에 해당하는 알갱이를 걸러내어 분류시키는 트위스트 스크린과, 상기 입도가 분류된 5mm이하의 입도알갱이를 무중력상태에서 일정한 시간동안 부유상태로 유지하여 상기 입도알갱이의 표면에 아크릴수지와 에폭시수지와 불포화폴리에스테르 수지 중 적어도 어느 하나이상의 수지류를 스프레이기법으로 코팅하는 무중력믹서를 포함한다. 이에 따라, 혼색 폐유리를 건자재로 재활용하는데 있어서 골재의 완성도를 높일 뿐만 아니라 골재의 활용범위를 넓혀 고부가가치의 건자재로 활용되도록 하기 때문에 환경오염을 줄일 뿐만 아니라 건축골재의 비용을 줄여 경제적인 부담을 최소화하는 효과가 있다.

폐병유리, 혼색, 재활용, 건자재, 수지류, 코팅, 알카리반응

Description

건자재용 폐병유리 재처리장치 및 그 방법{Re-treating System ＆ Method of Waste Glass for Application to Building Material}

도 1은 본 발명에 따른 건자재용 폐병유리 재처리장치를 나타낸 계통도이고,

도 2는 본 발명에 따른 건자재용 폐병유리 재처리방법을 나타낸 흐름도이고,

도 3은 본 발명에 따른 코팅장치를 나타낸 상세도이다.

-도면의 부요부분에 대한 부호의 설명-

1 ; 호퍼 2 ; 세척기

3 ; 분류기 4 ; 디스크분쇄기

5 ; 바이브레이터 피터 6 ; 트위스트 스크린

7 ; 무중력믹서 9 ; 믹서본체

11 ; 부유팬 13 ; 스프레이부재

본 발명은 건자재용 폐병유리 재처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐병유리의 활용도를 향상시킬 수 있는 건자재용 폐병유리 재처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 수거된 폐병유리는 색상별로 분류하여 파쇄공정을 거쳐 대부분 유리병 제조에 재활용되고 있으나, 처리과정상 파손등에 의하여 색상분류가 곤란하여 혼색으로 파쇄된 경우에는 뚜렷한 재활용 용도를 찾지 못하고 야적, 방치되고 있는 실정이어서 폐기물 처리 및 자원재활용 측면에서 사회문제화되고 있다.

현재 폐병유리의 처리 동향을 살펴보면 연간 약 35만톤이 발생하는데, 그 중 약 30만톤이 수거되어 처리되고 있다. 이 중에서 색상 분류가 되어 유리병 제조에 재활용되는 양은 약 27만톤 규모이고 나머지 재활용 되지 못하는 혼색 폐병유리는 약 10%인 3만톤에 이른다. 이러한 재활용이 불가한 3만톤의 폐병유리는 뚜렷한 재활용 방안이 없이 야적, 방치되고 있는 실정이다.

폐병유리를 유리 제조에 재활용하기 위하여 색상을 선별하고 분쇄하며 입도를 분류하는 공정에 대해서는 국내외에서 이미 많은 기술들이 특허로 출원되었고 실제로 이러한 기술들을 바탕으로 유리병 제조에 재활용 되는 비율이 상당히 높은 상태이나 색상이 혼합되어 분쇄된 경우에는 유리병 제조에 재활용이 불가하여 타용도의 활용이 제기될 수밖에 없는 상태이다.

이에 따라 이와 같은 혼색 폐유리를 건자재 분야에 적용하고자 하는 각종 기술들이 특허나 실용신안 등으로 출원되었으나, 대상으로 하는 폐유리의 입도범위가 주로 5mm이하의 범위로, 유리병 재활용을 위한 재처리 과정을 거쳐 야적,방치되고 있는 13mm정도의 입도범위와 종이 합성수지 등의 각종 유기물과 금속류가 혼재되어 있는 상태로는 적용이 불가한 실정이다. 그럼에도 불구하고 폐유리의 재활용 용도에만 초점이 맞춰져 있을 뿐, 대상이 되는 폐유리의 재처리 과정에 대해서는 별도 로 출원된 기술이 없는 상태이다. 뿐만 아니라 입도분류 등의 전처리 과정을 두겠다는 언급이 있으나 너무 단편적이고 현실적이지 못한 측면이 있으므로 실제로 사업화 되었거나 실용화 된 사례는 거의 없는 실정이다.

상기와 같이 혼색 폐유리의 입도범위를 5mm이하로 분쇄되어 시멘트와 함께 혼합하여 건자재로 사용하면 시멘트계가 실리케이트광물로 폐유리와 알카리골재반응을 일으켜 유리의 체적이 팽창하기 때문에 고형의 건자재가 균열이 생기거나 완전히 파괴되는 현상이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 이와 같은 전자재는 골재로서 기능과 효용가치를 상실한 것이므로 사용이 거의 불가능하여 폐유리의 재활용이 어려워지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 혼색 폐유리를 건자재로 재활용하기 위하여 폐유리조각 하나하나를 수지로 코팅함에 있어서 골재의 완성도를 높일 뿐만 아니라 골재의 활용범위를 넓혀 고부가가치의 건자재로 활용되도록 한 건자재용 폐병유리 재처리장치 및 그 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 혼색의 폐병유리를 수집하기 위한 호퍼와, 수집된 상기 폐병유리로부터 이물질을 제거하기 위한 세척기와, 상기 세척으로부터 상기 이물질과 상기 폐병유리를 분류하기 위한 분류기와, 분류된 상기 폐병유리를 분쇄하기 위한 디스크분쇄기와, 상기 폐병유리의 분쇄알갱이를 1차로 8mm이하의 입도에 해당하는 알갱이를 걸러내어 분류시키는 바이브레이션피터와, 상기 8mm이하의 입도알갱이를 2차로 5mm이하의 입도에 해당하는 알갱이를 걸러내어 분류시키는 트위스트 스크린과, 상기 입도가 분류된 5mm이하의 입도알갱이를 무중력상태에서 일정한 시간동안 부유상태로 유지하여 상기 입도알갱이의 표면에 아크릴수지와 에폭시수지와 불포화폴리에스테르 수지 중 적어도 어느 하나이상의 수지류를 스프레이기법으로 코팅하는 무중력믹서를 포함하며,
상기 무중력믹서는 상기 폐병유리의 5mm이하의 입도알갱이를 수용하는 일정공간을 기밀가능하게 유지하는 믹서본체와, 상기 일정공간 내에 일정한 간격을 유지하고 배치되어 있으며, 상기 입도알갱이를 부유시키는 부유팬과, 상기 믹서본체의 상부 일측에 위치하고 부유되는 상기 폐병유리의 입도알갱이를 향하여 유리와 시멘트의 알카리 및 실리카반응을 억제하기 위한 아크릴수지와 에폭시수지와 불포화 폴리에스테르 수지 중 적어도 어느 하나이상의 수지류를 분사시켜 증착시키는 스프레이부재를 포함하는 건자재용 폐병유리 처리장치 및 그 방법에 의해 달성된다.

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상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라, 혼색의 폐병유리를 수집하는 단계와, 상기 폐병유리로부터 종이 및 금속류, 합성수지와 이물질을 세척하여 분리하는 단계와, 상기 단계 후 상기 폐병유리를 건자재분야에 적용가능한 입도로 분쇄하는 단계와, 분쇄된 5mm이하의 입도에 해당하는 상기 폐병유리를 분류하는 단계와, 진공 또는 밀폐된 무중력분위기에서 분류된 상기 폐병유리 입도의 표면을 향하여 아크릴수지와 에폭시수지와 불포화 폴리에스테르 수지 중 적어도 어느 하나이상의 수지류를 분사하고 도포하는 단계와, 상기 분류단계에서 상기 5mm이상의 입도에 해당하는 폐병유리는 이전단계로 회귀하여 재분쇄하는 단계와, 상기 수지류가 도포된 폐병유리와 시멘트를 건자재형성비율로 혼합시키는 단계와, 상기 수지류를 도포하는 단계는 상기 분류단계에서 상기 5mm이상의 입도에 해당하는 폐병유리를 밀폐된 공간에서 부유상태를 일정한 시간동안 유지하는 단계와, 상기 부유상태를 유지하는 상기 폐병유리의 표면을 향하여 상기 수지류를 분사하는 단계와, 상기 수지류가 상기 폐병유리의 표면에 증착되어 도포되는 단계를 포함하는 건자재용 폐병유리 재처리방법에 의해 달성된다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 건자재용 폐병유리 재처리장치 및 그 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 건자재용 폐병유리 재처리장치를 나타낸 계통도이고, 도 2는 본 발명에 따른 건자재용 폐병유리 재처리방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 코팅장치를 나타낸 상세도이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 야적장에 적재되어 있는 혼색의 폐병유리를 처리시스템의 공정으로 재처리하기 위하여 수집하는 호퍼(1)가 마련되어 있으며, 상기 호퍼(1)로부터 수집된 상기 폐병유리로부터 종이나 합성수지 등 각종 오 염된 이물질을 제거하기 위한 세척기(2)가 컨베이어(미도시)로 이송가능하게 연결되어 있다. 상기 세척기(2)에는 세척으로부터 발생된 상기 이물질을 상기 폐병유리로부터 분리하여 순수한 폐병유리만으로 처리하는 분류기(3)가 컨베이어(미도시)로 가능하게 연결되어 있다.

그리고, 상기 분류기(3)에서 분류된 상기 폐병유리를 가능한 가는 알갱이로 분쇄하기 위한 디스크분쇄기(4)와, 상기 분쇄기(4)에서 분쇄된 상기 폐병유리의 분쇄알갱이를 1차로 8mm이하의 입도에 해당하는 알갱이만을 걸러내어 분류시키는 바이브레이션피터(5)와, 분류된 상기 8mm이하의 입도알갱이를 2차로 5mm이하의 입도에 해당하는 알갱이만을 제차 걸러내어 분류시키는 트위스트 스크린(6)이 연차적으로 연결되어 있다.

이와 같이, 상기 트위스트스크린(6)에서 5mm이하의 입도에 해당하는 폐병유리의 알갱이를 무중력 상태에서 일정한 시간동안 부유상태로 유지하고, 상기 입도에 해당하는 폐병유리의 알갱이의 표면에 각종 수지류 중 어느 하나를 스프레이기법으로 분사하여 도포(coating) 및 증착시키는 무중력믹서(7)가 알카리반응을 방지하는 막을 형성하도록 한다. 여기서, 상기 수지류는 아크릴수지, 에폭시수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등 알카리반응을 화학적으로 차단할 수 있는 합성수지의 종류이다.

한편, 상기 바이브레이션 피터(5)에서 분류된 8mm이상의 입도알갱이와, 상기 트위스트 스크린(6)에서 분류된 5mm이상의 입도알갱이는 상기 디스크분쇄기(4)로 되먹임되어 재분쇄되어 사용할 수도 있거나, 또는 해당하는 알갱이에 맞는 용도에 재활용할 수도 있다.

상기 무중력믹서(7)는 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 알갱이용량이 부유할 수 있는 충분한 공간을 가지고 있으며, 상기 폐병유리의 5mm이하의 입도알갱이를 수용하여 그 공간을 기밀가능하게 유지하는 믹서본체(9)와, 상기 공간 내에 일정한 간격을 유지하고 배치되어 수용된 상기 5mm이하 입도알갱이의 폐병유리를 부유시키는 한 쌍의 부유팬(11)과, 상기 믹서본체(9)의 상부 일측에 위치하고 부유되는 상기 폐병유리의 입도알갱이를 향하여 유리와 시멘트의 알카리 및 실리카반응을 억제하기 위한 아크릴수지와 에폭시수지와 불포화 폴리에스테르 수지 중 적어도 어느 하나이상의 수지류를 분사시켜 증착 및 도포(coating)시키는 스프레이부재(13)를 가지고 있다. 여기서, 상기 부유팬(11)은 전기동력원으로 회전하는 적어도 하나이상의 모터가 연결되어 있으며, 그 회전방향은 서로 반대방향으로 회전하여 중앙의 일방향으로 부유력을 형성하도록 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 건자재용 폐병유리 재처리방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 야적장에 쌓아 둔 혼색의 폐병유리를 호퍼(1)로 수집하여 상기 폐병유리로부터 종이 및 금속류, 합성수지와 각종 이물질을 세척하여 분리한다(S1). 이 때, 상기 세척시에 세척액은 화학합성물질이거나 H₂O 중 어느 하나에 의해서 이물질을 세척할 수 있는 것이다.

이와 같이 세척 후에 상기 폐병유리를 건자재분야에 적용가능한 입도로 분쇄하는데, 입도의 크기가 5mm이하가 되도록 분쇄하여(S2) 8mm이상에 해당하는 폐병유 리를 일차적으로 필터링하고, 그 이상의 입도에 해당하는 폐병유리는 다시 분쇄기(4)로 회귀시켜 분쇄시킨다. 연이어, 일차적으로 필터링된 입도의 폐병유리를 2차적으로 5mm이하의 입도에 해당하는 폐병유리를 필터링하여 분류한다(S3). 여기서, 5mm이상되는 입도의 폐병유리는 다시 분쇄기(4)로 되돌아가 재차 분쇄되는 연속되는 되먹임루프를 형성한다.

이와 같이 분쇄되어 5mm이하의 입도 폐병유리 알갱이는 무중력믹서(7)에 유입되어 진공 또는 밀폐된 무중력분위기에서 분류된 상기 폐병유리 입도의 표면을 향하여 아크릴수지와 에폭시수지와 불포화 폴리에스테르 수지 등의 다수 합성수지 중 적어도 어느 하나이상의 수지류를 분사하고 도포(coating)한다(S4).

여기서, 상기 수지류의 도포는 상기 분류단계에서 상기 5mm이상의 입도에 해당하는 폐병유리를 밀폐된 공간에서 부유상태를 일정한 시간동안 유지하고, 상기 부유상태를 유지하는 상기 폐병유리의 표면을 향하여 상기 수지류를 스프레이부재(13)로 분사하고, 상기 수지류를 상기 폐병유리의 표면에 증착하여 도포(coating)한다.

한편, 상기 수지류가 도포된 폐병유리의 알갱이를 시멘트와 건자재 형성 비율에 따라 혼합되어 원하는 건자재로 재활용할 수 있고, 다양한 골재로 재활용할 수 있다.

본 발명은 혼색 폐유리를 건자재로 재활용하기 위하여 폐유리조각 하나하나를 수지로 코팅함에 있어서 골재의 완성도를 높일 뿐만 아니라 골재의 활용범위를 넓혀 고부가가치의 건자재로 활용되도록 하기 때문에 환경오염을 줄일 뿐만 아니라 건축골재의 비용을 줄여 경제적인 부담을 최소화하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 혼색의 폐병유리를 수집하기 위한 호퍼와;

   수집된 상기 폐병유리로부터 이물질을 제거하기 위한 세척기와;

   상기 세척으로부터 상기 이물질과 상기 폐병유리를 분류하기 위한 분류기와;

   분류된 상기 폐병유리를 분쇄하기 위한 디스크분쇄기와;

   상기 폐병유리의 분쇄알갱이를 1차로 8mm이하의 입도에 해당하는 알갱이를 걸러내어 분류시키는 바이브레이션피터와;

   상기 8mm이하의 입도알갱이를 2차로 5mm이하의 입도에 해당하는 알갱이를 걸러내어 분류시키는 트위스트 스크린과;

   상기 입도가 분류된 5mm이하의 입도알갱이를 무중력상태에서 일정한 시간동안 부유상태로 유지하여 상기 입도알갱이의 표면에 아크릴수지와 에폭시수지와 불포화폴리에스테르 수지 중 적어도 어느 하나이상의 수지류를 스프레이기법으로 코팅하는 무중력믹서를 포함하며;

   상기 무중력믹서는,

   상기 폐병유리의 5mm이하의 입도알갱이를 수용하는 일정공간을 기밀가능하게 유지하는 믹서본체와;

   상기 일정공간 내에 일정한 간격을 유지하고 배치되어 있으며, 상기 입도알갱이를 부유시키는 부유팬과;

   상기 믹서본체의 상부 일측에 위치하고 부유되는 상기 폐병유리의 입도알갱이를 향하여 유리와 시멘트의 알카리 및 실리카반응을 억제하기 위한 아크릴수지와 에폭시수지와 불포화 폴리에스테르 수지 중 적어도 어느 하나이상의 수지류를 분사시켜 증착시키는 스프레이부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 건자재용 폐병유리 처리장치.
2. 혼색의 폐병유리를 수집하는 단계와;

   상기 폐병유리로부터 종이 및 금속류, 합성수지와 이물질을 세척하여 분리하는 단계와;

   상기 단계 후 상기 폐병유리를 건자재분야에 적용가능한 입도로 분쇄하는 단계와;

   분쇄된 5mm이하의 입도에 해당하는 상기 폐병유리를 분류하는 단계와;

   진공 또는 밀폐된 무중력분위기에서 분류된 상기 폐병유리 입도의 표면을 향하여 아크릴수지와 에폭시수지와 불포화 폴리에스테르 수지 중 적어도 어느 하나이상의 수지류를 분사하고 도포하는 단계와;

   상기 분류단계에서 상기 5mm이상의 입도에 해당하는 폐병유리는 이전단계로 회귀하여 재분쇄하는 단계와;

   상기 수지류가 도포된 폐병유리와 시멘트를 건자재형성비율로 혼합시키는 단계를 포함하며;

   상기 수지류를 도포하는 단계는,

   상기 분류단계에서 상기 5mm이상의 입도에 해당하는 폐병유리를 밀폐된 공간에서 부유상태를 일정한 시간동안 유지하는 단계와;

   상기 부유상태를 유지하는 상기 폐병유리의 표면을 향하여 상기 수지류를 분사하는 단계와;

   상기 수지류가 상기 폐병유리를 표면에 증착되어 도포되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건자재용 폐병유리 재처리방법.
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