KR100809117B1 - 에이비에스와 아크릴수지가 혼합된 혼합플라스틱의재질분리방법 - Google Patents

에이비에스와 아크릴수지가 혼합된 혼합플라스틱의재질분리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법은 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱을 ABS입자와 PMMA입자로 이루어진 혼합입자로 파쇄하는 제1단계; 파쇄된 상기 혼합입자를 ABS, GPPS 및 PMMA 중 어느 하나의 재질로 이루어진 하전물질과 마찰 또는 충돌시켜 하전시키는 제2단계; 및 하전된 상기 혼합입자를 음극판과 양극판 사이에 통과시키되, 상기 ABS입자는 양극판으로 이동되고, 상기 PMMA입자는 음극판으로 이동되어 분리되는 제3단계를 포함한다.
본 발명에 따른 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법은 재질별 플라스틱의 대전서열에 따라 적합한 하전물질을 사용함으로써, 분리된 ABS입자의 품위 및 회수율이 우수한 효과가 있다.
ABS, PMMA, 혼합플라스틱, 하전

Description

에이비에스와 아크릴수지가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법{Method for the separation of plastic consisted of ABS and PMMA by material}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기속도와 분리된 ABS입자의 품위 및 회수율의 관계를 나타내는 그래프,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전압세기와 분리된 ABS입자의 품위 및 회수율의 관계를 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 상대습도와 분리된 ABS입자의 품위 및 회수율의 관계를 나타내는 그래프.
본 발명은 하전극성을 이용하여 ABS와 PMMA를 분리하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하전물질, 입자들의 유동을 위한 공기주입 속도, 음극판과 양극판의 전압세기 및 상대습도를 최적화하여 ABS입자의 우수한 품위 및 회수율을 획득하기 위한 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법에 관한 것이다.
국민생활 수준의 향상으로 내수시장이 확대되어 현재 우리나라의 자동차 등록대수는 1,540만 여대에 이른다. 이로 인하여 폐자동차의 발생량도 1999년부터 2002년까지의 일시적인 감소를 제외하고는 꾸준히 증가하고 있다. 폐자동차의 일부는 중고차로서 수출되고 대부분은 해체되어 재활용 대상이 된다. 폐자동차의 해체공정을 살펴보면, 우선 폐자동차는 해체업자에게 인도되어 유용 부품이 회수된 후, 압축되어 슈레더 업체로 옮겨진다. 이렇게 철, 비철금속 등의 유가금속을 회수하기 위한 슈레더 공정을 거치고 나면, 재이용이 곤란한 합성수지, 혼합플라스틱 및 고무 등의 잔재물이 남는데, 이러한 잔재물은 소각이나 매립을 통해 처리한다.
소각하여 감용화하는 것이 가능한 고체 상업폐기물은 소각하여 매립하는 것이 일반적이지만, 합성수지, 혼합플라스틱 및 고무 등이 포함된 잔재물의 소각이나 매립은 폐자동차 재활용율의 감소와 매립지 부족 및 환경오염 문제 등을 야기하고 있어, 이러한 잔재물들의 재활용을 위한 기술개발이 필요한 실정이다.
플라스틱은 다른 물질에 비해 쉽게 분해 및 변질이 이루어지지 않아 환경적으로 문제가 많으나, 효율적인 선별기술만 개발된다면 재활용이 가장 용이한 물질중의 하나이다. 이러한 플라스틱을 재활용할 수 있는 기술로는 에너지 재활용, 화학적 재활용 그리고 물질 재활용의 방법이 있으며, 이중 플라스틱의 값싼 특성을 고려할 때 물질 재활용이 가장 효율적인 방법으로 평가받고 있다. 그러나 어느 방법이든 다른 종류의 플라스틱이 혼재되어 있으면 물성이 크게 저하되기 때문에 플라스틱의 재질분리 기술은 재활용에 있어서 가장 중요하다.
자동차용 후미등(tail lamp)으로 사용되는 플라스틱은 혼합플라스틱으로서 에이비에스(ABS : Acrylonitrile, Butadiene, Styrene)와 아크릴수지(PMMA : Polymethly Methacrylate)가 혼합되어 있다. 폐자동차 처리 시, 이러한 후미등이 재질별로 분리되어 재활용되지 않는다면, 환경적 및 경제적으로 큰 문제를 야기한다.
따라서, 본 발명은 ABS와 PMMA가 혼합되어 있는 혼합플라스틱을 재질별로 분리할 수 있는 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 재질별 플라스틱입자의 대전서열에 따라 적합한 하전물질이 적용되는 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 최적화된 공기속도, 전압세기 및 상대습도가 적용된 하전극성을 이용한 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 혼합입자의 분리과정이 신속하게 이루어지는 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱을 ABS입자와 PMMA입자로 이루어진 혼합입자로 파쇄하는 제1단계; 파쇄된 상기 혼합입자를 ABS, GPPS 및 PMMA 중 어느 하나의 재질로 이루어진 하전물질과 마찰 또는 충돌시켜 하전시키는 제2단계; 및 하전된 상기 혼합입자를 음극판과 양극판 사이에 통과시키되, 상기 ABS입자는 양극판으로 이동되고, 상기 PMMA입자는 음극판으로 이동되어 분리되는 제3단계를 포함하는 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법에 의해 달성된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 ABS와 PMMA의 분리방법은 하전된 ABS입자와 PMMA입자의 하전극성을 이용하여 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱으로부터 ABS입자와 PMMA입자를 분리하는 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 하전극성을 이용한 ABS와 PMMA 분리방법을 자세히 설명하면 다음과 같다.
우선, ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱을 ABS입자와 PMMA입자로 이루어지 는 혼합입자로 파쇄한다. 이때, 본 발명의 일실시예에 따른 혼합입자는 ABS입자와 PMMA입자가 화학적으로 결합된 입자의 수가 최소한이 될 수 있도록, 충분히 작은 크기임이 바람직하다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 혼합입자는 ABS입자와 PMMA입자가 물리적으로 혼합되어 있음이 바람직하다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 혼합입자의 입자크기는 2.0mm 내지 4.0mm임이 바람직하다.
ABS입자와 PMMA입자에 하전극성을 부여하기 위해 ABS입자와 PMMA입자로 이루어지는 혼합입자를 하전물질과 마찰 또는 충돌시켜 하전시키는 작업을 수행하는데, 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치로 사이클론 하전장치를 이용할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 혼합입자는 사이클론 하전장치의 내부에 공급되어 하전되는데, 사이클론 하전장치의 내부는 하전물질로 이루어져 있으며, 사이클론 하전장치의 내부에 공기가 공급되어 회전함에 의해 혼합입자와 하전물질이 마찰 또는 충돌한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 하전물질은 ABS(Acrylonitrile, Butadiene, Styrene), GPPS(General Purpose Polystyrene) 및 PMMA(Polymethly Methacrylate) 중 어느 하나임이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따라 사용되는 하전물질은 본 발명에서 정립한 플라스틱의 재질에 따른 대전서열에 의해 결정된 것이며, 본 발명에 따른 재질별 플라스틱의 대전서열은 H-PVC, S-PVC, COPP, HOMO-PP, LDPE, HDPE, PET, RUBBER, HIPS, CALIBRE, ABS, GPPS 및 PMMA의 순서로 양극화된다. 즉, H-PVC, S-PVC, COPP, HOMO- PP, LDPE, HDPE, PET, RUBBER, HIPS, CALIBRE, ABS, GPPS 및 PMMA에서 왼쪽으로 갈수록 (-)극성으로 대전되는 경향이 나타나고, 오른쪽으로 갈수록 (+)극성으로 대전되는 경향이 나타남을 의미한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 재질별 플라스틱의 대전서열에서 ABS와 PMMA 사이에 있는 재질의 플라스틱을 ABS입자와 PMMA입자를 하전시키는 하전물질로 사용될 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, ABS입자와 PMMA입자로 이루어지는 혼합입자가 하전물질에 의해 하전될 때, ABS입자는 (-)극성으로 하전되고, PMMA입자는 (+)극성으로 하전된다.
하전물질에 의해 하전된 ABS입자와 PMMA입자는 전기장을 형성하는 음극판과 양극판 사이를 통과하는데, 이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, (-)극성으로 하전된 ABS입자는 양극판으로 이동하고, (+)극성으로 하전된 PMMA입자는 음극판으로 이동하여 분리되며, 분리된 ABS입자와 PMMA입자는 각각을 포집하는 포집기에 포집된다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 사이클론 하전장치에 공급되는 공기량은 2.5kg/m2 내지 3.5kg/m2임이 바람직하다. 그 이유는 도 1에서 도시된 그래프에서 보이는 바와 같이, 공기량이 2.5kg/m2 미만이 되거나, 3.5kg/m2를 초과하게 되면, ABS입자의 품위 및 회수율이 각각 95% 및 90% 미만이 되기 때문이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 음극판과 양극판에 가해지는 전압세기는 20kv 이상임이 바람직하다. 그 이유는 도 2에 도시된 바와 같이, 전압세기가 20kv 미만일 때는 ABS입자의 품위 및 회수율이 95% 및 90%에 미치지 못하기 때문이다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전압세기는 20kv 내지 25kv로 설정함이 더욱 바람직한데, 그 이유는 전압세기가 25kv를 초과하여도 ABS입자의 품위와 회수율은 거의 동일한 수치를 유지함으로 필요 이상의 전력소비를 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, ABS입자와 PMMA입자로 이루어진 혼합입자를 하전물질과 마찰 또는 충돌시켜 하전시키거나, 음극판과 양극판 사이에 통과시킬 때, 상대습도는 40%이하임이 바람직하다. 그 이유는 도 3에 도시된 바와 같이, 상대습도가 40% 이하일 때, ABS입자의 품위 및 회수율이 각각 95% 및 90%이상이 되기 때문이다.
본 발명의 일실시예에 따른 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법은 ABS입자와 PMMA입자를 하전시킨 후, 음극판 및 양극판 사이에 자유낙하시키는 과정으로 이루어지기 때문에 방법의 실시가 용이하고, 신속하게 수행된다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법 은 재질별 플라스틱의 대전서열에 따라 적합한 하전물질을 사용함으로써, 분리된 ABS입자의 품위 및 회수율이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법은 최적화된 공기속도, 전압세기 및 상대습도를 적용함으로써, 분리된 ABS입자의 품위 및 회수율이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법은 분리과정이 신속하게 이루어지는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱을 ABS입자와 PMMA입자로 이루어진 혼합입자로 파쇄하는 제1단계;
    파쇄된 상기 혼합입자를 ABS, GPPS 및 PMMA 중 어느 하나의 재질로 이루어진 하전물질과 마찰 또는 충돌시켜 하전시키는 제2단계; 및
    하전된 상기 혼합입자를 음극판과 양극판 사이에 통과시키되, 상기 ABS입자는 양극판으로 이동되고, 상기 PMMA입자는 음극판으로 이동되어 분리되는 제3단계
    를 포함하는 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합입자가 상기 하전물질과 마찰 또는 충돌에 의해 하전될 때,
    상기 ABS입자는 음극성으로 하전되고, 상기 PMMA입자는 양극성으로 하전되는 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 혼합입자는 사이클론 하전장치의 내부에 공급되어 하전되되,
    상기 사이클론 하전장치의 내부는 상기 하전물질로 이루어져 있으며, 상기 사이클론 하전장치의 내부에 공기가 공급되어 회전함에 의해 상기 혼합입자와 상기 하전물질이 마찰 또는 충돌하는 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 사이클론 하전장치에 공급되는 공기량은 2.5kg/m2 내지 3.5kg/m2인 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 음극판과 상기 양극판에 가해지는 전압은 20kv이상인 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2단계 및 제3단계를 수행할 때, 상대습도는 40%이하인 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 전압은 20kv 내지 25kv인 ABS와 PMMA가 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법.
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