KR100738146B1

KR100738146B1 - 재생 재료의 재활용 방법

Info

Publication number: KR100738146B1
Application number: KR1020060070506A
Authority: KR
Inventors: 이동준; 유태욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2007-07-10

Abstract

본 발명은 배치당 투입 재료와 소요 시간이 기존의 방법보다 경감되도록 하여 개발비용과 시간이 절감되도록 하는 재생 재료의 재활용 방법에 관한 것으로서, 폐차를 해체한 후 재질선별/분쇄(ST10) 및 압출(ST20) 공정을 수행하는 재생 재료의 재활용 방법에 있어서, 인터널 믹서를 사용하여 재료를 믹싱하는 단계(ST30), 상기 단계(ST30)에서 믹싱된 재료를 동시에 압출 및 사출하는 단계(ST40), 상기 단계(ST40)에서 배출되는 재료를 이용하여 시편을 제작하는 단계(ST50)로 구성된다.

차량, 플라스틱, 재활용

Description

재생 재료의 재활용 방법{A reissue method for regenerating material}

도 1은 종래의 재활용 방법을 나타내는 플로우 차트.

도 2는 본 발명에 의한 재생 재료의 재활용 방법의 구성을 나타내는 플로우 차트.

도 3은 본 발명에서 사용하는 인터널 믹서의 외관을 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에서 사용하는 압출 및 사출기의 외관을 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명에서 사용하는 압출 및 사출기의 호퍼에 설치되어 있는 히팅선을 나타내는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 믹서 2 : 드라이브 유닛

3 : 슬레이브 유닛 4 : 로터

5 : 기어박스 6 : 플레이트

7 : 재료투입구 11 : 호퍼

12 : 미터링 유닛 13 : 인젝션 유닛

14 : 클램핑 유닛

본 발명은 폐차의 재활용 방법에 관한 것으로서, 특히 투입 재료와 소요 시간이 기존의 방법보다 경감되도록 하는 재생 재료의 재활용 방법에 관한 것이다.

사용 연한이 경과되어 주행할 수 없는 차량을 폐차 처리하게 되면, 차체를 해체하여 사용할 수 있는 물품과 사용할 수 없는 물품으로 분류하게 된다.

사용할 수 있는 물품은 바로 사용하게 되고, 사용할 수 없는 물품인 경우에는 재활용할 수 있도록 처리한다.

폐차의 플라스틱 물품의 재활용 처리 방법은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 진행된다.

우선, 첫 번째 공정(ST1)으로서, 자동차 해체단계에서 폐플라스틱 부품을 분리한 후, 분리된 폐부품에 삽입된 볼트, 너트 등의 스틸과 고무, 종이 등의 이물질을 제거하고, 저속 분쇄기를 이용하여 압출공정에 투입할 수 있게 약 10~15mm 사이즈로 분쇄한다.

두 번째 공정(ST2)으로서, 10~15mm 사이즈로 분쇄된 폐수지를 압출공정에 투입한다. 이 때 압출기의 성형 온도는 고분자의 종류에 따라 180℃부터 280℃까지 다양하다.

세 번째 공정(ST3)으로서, 압출 후 절단은 압출기에서 나온 가닥을 절단하여 펠렛 형태로 회수한다.

네 번째 공정(ST4)으로서, 압출 공정을 통해 만들어진 펠렛은 사출공정으로 투입되어지기 전에 건조기를 통해 약 100~150℃ 사이에서 12 내지 24 시간 동안 건조를 시킨다.

다섯 번째 공정(ST5)으로서, 건조되어진 펠렛은 사출기의 호퍼를 통해 스크류내로 투입되어진다. 투입된 펠렛은 계량 후에 금형을 조이고, 노즐을 터치한 후 사출을 시작한다. 사출이 끝나면 금형을 냉각시킨 후 시편을 분리한다. 사출조건은 고분자 종류에 따라 180~280℃까지 다양하다.

여섯 번째 공정(ST6)으로서, 만들어진 시편을 통하여 인장강도, 굴곡강도, 충격강도, 열변형온도, 비중, 경도 등의 물성을 평가한다.

상술한 바와 같은, 종래의 재생재료의 재활용 기술 개발 방법은 자동차 해체단계에서 폐부품의 회수에서부터 시험시편 제조까지 재질선별/분쇄(ST1)→압출(ST2)→펠렛화(ST3)→건조(ST4)→사출(ST5)→평가(ST6)의 6단계를 거치게 된다.

이러한 재료개발을 위해서는 다양한 물성시험을 거쳐야 하기 때문에 재료의 최소 배합회수는 70~200 배치 수준이 되어야 한다.

종래의 개발 프로세스를 적용할 경우 배치당 원료 투입량은 최소 30kg 이상, 최대 200kg 정도가 된다. 따라서, 한 아이템의 재활용 기술개발 프로세스를 수행하기 위해서는 총 2100 kg 이상의 원료가 사용되어진다.

또한 배치당 소요 기간은 종래의 공정을 이용할 경우 최소 7일 이상이 소요된기 때문에 재료비, 인건비 상승과 개발까지 상당한 시간이 필요하다. 그리고 금형의 경우 개별금형이 아닌 일체형 금형을 사용하여야 하기 때문에 실험 종류에 상관없이 모든 표준 시편을 취출함으로써 많은 양의 재료를 필요로 하는 문제점이 있 었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 배치당 투입 재료와 소요 시간이 기존의 방법보다 경감되도록 하여 개발비용과 시간이 절감되도록 하는 재생 재료의 재활용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 재생 재료의 재활용 방법의 구성을 나타내는 플로우 차트로서, 폐차를 해체한 후 재질선별/분쇄(ST10) 및 압출(ST20) 공정을 수행하는 재생 재료의 재활용 방법에 있어서, 인터널 믹서를 사용하여 재료를 믹싱하는 단계(ST30), 상기 단계(ST30)에서 믹싱된 재료를 동시에 압출 및 사출하는 단계(ST40), 상기 단계(ST40)에서 배출되는 재료를 이용하여 시편을 제작하는 단계(ST50)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래의 방법과 동일하게 재질선별 및 분쇄(ST10) 및 압출 공정(ST20)을 수행한 폐수지는 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 인터널 믹서(1)를 통해 믹싱되도록 한다(ST30).

압출기를 이용하는 기존의 압출 공정은 압출기는 배치당 30kg 이상의 원료가 필요하지만 인터널 믹서는 소형의 장비로서 한 배치당 50~300g의 재료로 혼합이 가능하므로, 적은 재료가 소요되는 장점이 있다.

인터널 믹서(1)의 투입구에 재료를 넣고 트윈 블레이드(미도시)를 이용하여 믹싱을 한다(ST30). 이때의 믹싱 조건은 글래스 파이버를 33% 함유한 폐나일론66의 경우, 280℃에서 분당 60RPM으로 5분간 수행하도록 한다.

다음과 같은 방법으로 인터널 믹서(1)를 동작시킨다.

우선, 드라이브 유닛(2)에 슬레이브 유닛(3)을 결합시키고, 로터(4)를 기어 박스(5)에 삽입한 후, 플레이트(6)를 부착하고, 필요한 온도가 되도록 가열한다.

가열이 완료되면 재료 투입구(7)를 통해 재료를 투입한 후, 로터(4)를 회전시켜 재료를 믹싱하도록 한다.

믹싱 작업이 끝난 후 믹싱된 샘플을 긁어낸 후, 압출 및 사출 공정(ST40)을 수행하도록 한다.

회수된 샘플의 모양은 기존 방법처럼 펠렛 형태가 아니고, 용융 상태에서 긁어낸 상태이기 때문에 불특정 형태로 이루어진 형상을 갖는다.

회수된 샘플은 도 4에 도시되어 있는 압출 및 사출기를 이용하여 다음과 같은 공정의 순서대로 작업하고, 시편을 만들어 낸다.

우선, 인터널 믹서(1)에서 회수한 샘플을 호퍼(11)를 통하여 투입한 후, 미터링 유닛(12)을 전진시켜 인젝션 유닛(13)의 샘플 투입구와 일치하게 밀착시킨다.

호퍼(11)로 투입된 샘플은 미터링 유닛(12) 내의 스크류가 회전하면서 용융 압출되고, 압출된 샘플은 인젝션 유닛(13)으로 흘러들어간다.

인젝션 유닛(13)의 계량이 끝나면 미터링 유닛(12)을 후진시켜, 인젝션 유닛(13) 밑에 각각의 물성평가 시편에 맞는 개별금형을 투입한 다음, 클램핑 유닛(14)을 하강시킨다.

따라서 압출·사출 동시 성형기의 재료 투입 호퍼(10)는 그림과 같이 호퍼 입구에 히팅선을 설치하여 작동시키면 재료가 용융되면서 압출기 스크류로 자연스럽게 흘러가게 된다.

이렇게 압출 공정을 거친 재료는 압출기 스크류가 전진하면서 플런저 타입의 사출기에 투입된다.

이렇게 압출기와 사출기를 연속하여 설치함으로서 압출기에서 나온 재료가 바로 계량을 통해 사출할수 있게 만듬으로서 시편을 바로 찍어낼 수 있다(ST50).

이때 압출 사출 동시 성형기의 금형은 재료의 양이 많지 않기 때문에 일체 금형 대신 개별 금형을 이용하는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 적은 양의 재료로도 개별 금형을 이용해 필요한 시편만 사출할 수 있는 효과를 갖는다.

기존의 기술보다 공정이 감소되어 작업에 필요한 시간이 줄어들어 원가가 절감되는 효과를 갖는다.

Claims

폐차를 해체한 후 재질선별/분쇄(ST10) 및 압출(ST20) 공정을 수행하는 재생 재료의 재활용 방법에 있어서, 인터널 믹서를 사용하여 재료를 믹싱하는 단계(ST30), 상기 단계(ST30)에서 믹싱된 재료를 동시에 압출 및 사출하는 단계(ST40), 상기 단계(ST40)에서 배출되는 재료를 이용하여 시편을 제작하는 단계(ST50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 재생 재료의 재활용 방법.