KR100834926B1

KR100834926B1 - 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 및 그 제조장치

Info

Publication number: KR100834926B1
Application number: KR20070087200A
Authority: KR
Inventors: 송재동
Original assignee: 주식회사 모아; 김경숙
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2008-07-10

Abstract

본 발명은 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 및 그 제조장치에 관한 것으로, 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 잘게 부수는 파쇄부(10)와 상기 파쇄폐품을 160∼200℃에서 녹여 압출하는 용융부(12) 및 압출부(14)를 구비하여 1차 재생중간원료(R1)가 제조되도록 하는 압축가공기(2)와, 상기 1차 재생중간원료(R1)를 냉온수를 순환시켜 40∼70℃로 서서히 냉각시키고 다음 단계로 이동되게 하는 냉각수조(4)와, 냉각수조(4)를 통과한 1차 재생중간원료(R1)를 한 쌍의 가압롤러(40)(42) 사이에서 압연되게 하여 2차 재생중간원료(R2)가 생산되도록 하는 롤링압착기(6)를 일련 구성하고 이 장치를 통하여서 저렴한 비용으로 신속 용이하게 밴드형의 고밀도 순수 폴리프로필렌 재생중간원료(R2)를 생산할 수 있도록 한 것이다.

발포폴리프로필렌, 저밀도, 폴리프로필렌, 재생중간원료

Description

저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 및 그 제조장치{SEMI REPRODUCTING MATERIALS OF LOW IMPACT EXPANDED POLYPROPYLENE AND MANUFACTURING APPARATUS THEREOF}

본 발명은 저밀도 발포폴리프로필렌 제품을 재활용하여서 생산한 순수 폴리프로필렌 재생중간원료 및 그 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발포폴리프로필렌(Expanded Polypropylene, EPP)은, 발포합성수지의 일종으로 순수 폴리프로필렌을 화학적 발포제를 사용하지 않고 열과 압력 등을 물리적으로 가해 발포하여서 구(球, Beads) 형태의 입자들을 무가교성으로 형성시켜 제조한 것을 말한다.

발포폴리프로필렌은 입자 밀도를 20∼60g/ℓ범위에서 다양하게 제조가능한 바, 발포 배율에 따라서 5배 내지 30배의 저배율 제품에서부터, 45배 내지 70배 이상의 고배율 제품에 이르기까지 수많은 종류가 생산되고 있다. 이하 본 발명에서는 발포 배율 30배 이하인 것을 “저밀도 발포폴리프로필렌”으로 칭한다.

저밀도 발포폴리프로필렌은 포장재, 자동차용 완충재, 건축자재 및 산업용품 등으로 그 사용량이 점차 증가하는 추세이다. 하지만, 저밀도 발포폴리프로필렌 제품은, 그 성분이 폴리프로필렌 단일 성분이어서 재생원료로 재활용하는 것이 매우 유리함에도 불구하고 다른 폴리프로필렌 제품에 비하여서 그 재활용률은 너무나 낮은 실정에 있다.

종래에는 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 분리 수거하여서, 먼저 투입가능한 적당한 크기고 파쇄 후 용융한다. 상기 용융과정에서 녹으면서 엉겨붙고 또다시 녹으면서 엉겨붙는 과정을 반복하면서 잉곳(ingot) 형태로 압출되고 식으면 딱딱하게 굳게 된다.

1차 압축 가공된 상기 잉곳은 여전히 공기가 다량 내포되어 있어 공극률이 높고 밀도가 낮으므로 그 상태로는 재생원료로서 사용하기는 것이 어렵다. 따라서, 딱딱한 덩어리인 잉곳을 다시 잘게 자르고 재차 압축 가공함으로써 밀도가 한층 높아진 칩형태의 재생원료로 제조하는 과정이 필요하였던 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 저밀도 발포폴리프로필렌 재생가공은, 그 공정이 복잡하고 어려우며 제조시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다. 특히, 바위처럼 딱딱해진 커다란 덩어리 형태의 잉곳을 잘게 자르는 것이 매우 큰 문제점이었던 바, 잉곳 절단을 위하여는 많은 인력과 값비싼 절단장비를 필요로 하므로 제조시간 및 제조비용이 많이 소요되었었다. 이에, 이와 같은 방법으로는 생산비용에 비하여 생산성이 현저히 낮아서 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품의 재활용률이 낮을 수밖에 없었던 것이다.

본 발명의 목적은, 통상의 최종 생산품인 폴리프로필렌 재생원료칩을 생산하는 제조장치로 곧바로 투입할 수 있도록 하는 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 및 그 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료를 일련의 자동화 장치로서 저렴한 비용으로 신속 용이하게 생산하여 그 생산량을 현저히 증가시킬 수 있는 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명은, 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 잘게 부수는 파쇄부(10)와 상기 파쇄폐품을 160∼200℃에서 녹여 압출하는 용융부(12) 및 압출부(14)를 구비하여 1차 재생중간원료(R1)가 제조되도록 하는 압축가공기(2)와, 상기 1차 재생중간원료(R1)를 냉온수를 순환시켜 40∼70℃로 서서히 냉각시키고 다음 단계로 이동되게 하는 냉각수조(4)와, 냉각수조(4)를 통과한 1차 재생중간원료(R1)를 한 쌍의 가압롤러(40)(42) 사이에서 압연되게 하여 2차 재생중간원료(R2)가 생산되도록 하는 롤링압착기(6)를 일련 구성 구성함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치를 통하여서, 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 2차 압축가공하여 내부 발포가스가 거 의 제거되고 폭이 20∼50㎜, 두께가 2~10㎜ 정도인 밴드형의 2차 재생중간원료(R2)를 제조함을 특징으로 한다.

본 발명은, 한 번의 자동화 공정을 통하여 저렴한 비용으로 다량의 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 신속 용이하게 중간재생원료로 가공 처리할 수 있는 등의 효과를 갖는다.

본 발명은, 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치를 통하여서 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품으로부터 내부 발포가스가 거의 제거된 밴드형의 재생중간원료(R2)를 용이하게 얻도록 함에 그 발명의 요지가 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 기능을 갖는 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명의 요부구성을 상세히 보여주는 사시 구성도이며, 도 3은 도 2의 측면 구성도이고, 도 4는 도 2의 정면 구성도이다.

본 발명의 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료(R2)는, 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 보통의 폴리프로필렌과 그 성질이 거의 유사한 순수 폴리프로필렌 재생원료칩으로 생산하기 바로 전 단계의 중간가공품이다.

상기 재생중간원료(R2)는, 사용 분야 및 목적에 따라 생산 후 그대로 사용할 수도 있고, 종래의 잉곳을 대신하여 절단과정없이 바로 발포폴리프로필렌 재생원료 최종가공장치로 투입 후 한번 더 용융 압출하고 냉각 절단하여서 칩형태의 폴리프로필렌 재생원료로 가공하여 사용할 수도 있다.

저밀도 발포폴리프로필렌은 발포배율이 낮아 발포입자들의 크기가 크고 성질이 무른 편이므로, 이를 사용가능한 폴리프로필렌 원료로 재생하기 위해서는 여러 번 압축가공을 거쳐야만 한다.

따라서, 본 발명의 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치는, 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 2차에 걸쳐 압축가공할 수 있도록 압축가공기(2)와 냉각수조(4) 및 롤링압착기(6)를 일련 구성하는 것이다.

즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 압출가공기(2)는, 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 최초 가공하여서 1차 중재생중간원료(R1)를 생산하는 것으로, 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 잘게 부수는 파쇄부(10)와, 상기 파쇄폐품을 160∼200℃로 가열하여 녹이는 용융부(12)와, 용융 이송되는 것을 직사각형의 압출구가 형성된 압출헤드를 통하여 압출하는 압출부(14)를 순차적으로 일체화 구성한다.

본 발명의 냉각수조(4)는, 상기 압축가공기(2)를 통해 배출되는 1차 재생중간원료(R1)를 냉온수 순환방식으로 40∼70℃로 열을 서서히 식히고 다음 단계로 이동되도록 구성한다.

도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 냉각수조(4)는, 함체형태이며 압축가공기(2)와의 인접 일측에는 냉수 급수부(22)를 구성하고 롤링압착기(6)와의 인 접 일측에에는 온수 배수부(24)를 구성한다. 이때, 냉수 급수량과 급수속도 및 온수 배수량과 배수속도를 적절히 제어하고 냉각수조(4)의 길이(크기)를 적절히 조정 형성함으로써, 고온의 1차 재생중간원료(R1)가 롤링압착기(6)에서 2차 가공되기에 적절한 온도로 효율적으로 식을 수 있도록 구성한다.

또, 냉각수조(4)의 내부에는 1차 재생중간원료(R1)의 이동을 돕는 다수 개의 안내바(26)들을 설치 구성한다. 상기 안내바(26)들은 냉각수조(4) 내벽에 고정시키거나 이동하는 1차 재생중간원료(R1)를 따라 자동 또는 수동으로 회전하도록 구성할 수도 있다.

그리고, 본 발명의 롤링압착기(6)는, 상기 냉각수조(4)를 통과한 1차 재생중간원료(R1)가 일정한 장력을 지속 부여받고 텐선바(32)를 거쳐 회전하는 한 쌍의 가압롤러(40)(42) 사이로 이동 후 압연되도록 함으로써 2차 재생중간원료(R2)를 최종 생산하도록 하는 것이다.

도 4에서처럼, 상기 롤링압착기(6)는, 본체프레임 내에 기어모터(44)를 장치하고, 기어모터(44)와 하측 가압롤러(40)를 기어체인(46)으로 연결 구성하고, 또 상기 가압롤러(40)와 상측 가압롤러(42)를 맞물림기어(48)로 연결 구성한다. 그리고, 기어모터(44)로의 전력공급여부 및 가압롤러(40)(42)들의 회전속도 등을 조절할 수 있는 제어부(30)를 설치 구성한다. 이때, 상하측 가압롤러(42)(40)는 본체프레임 상단의 설치대(58)에 가압롤러(40)(42)의 중심축봉 양단을 결합시켜서 고정 구성한다.

이로써, 롤링압착기(6)의 기어모터(44)의 구동으로 기어체인(46)이 회전하고 기어체인(46)과 연결된 하측 가압롤러(40) 및 맞물림기어(48)도 회전하게 되어서, 결국 양 가압롤러(40)가 요구 속력으로 회전하게 된다.

상기 양 가압롤러(40)(42) 사이를 지나는 1차 재생중간원료(R1)의 압연정도는, 가압롤러(40)(42)의 회전속도뿐만 아니라 가압롤러(40)(42) 사이의 간격으로도 조절가능하다.

이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 롤링압착기(6)의 상측 가압롤러(42)의 중심축봉을 설치대(58)의 작동공간을 상하이동하는 이동편(56)에 결합 구성하되 이동편(56)은 볼트바(52) 하단에 결합하여서, 볼트바(52)의 상단 핸들(50)을 회전시켜 상측 가압롤러(42)가 적정높이에 도달하면 볼트바(52)를 너트(54)로 고정시키도록 구성함으로써 양 가압롤러(40)(42) 간의 간격 조절이 가능하게 되는 것이다.

또, 롤링압착기(6)의 가압롤러(40)(42) 전측에는 1차 재생중간원료(R1)가 장력을 부여받아 원활하게 가압롤러(40)(42)들 사이로 공급되게 하는 2개의 가이드 링을 갖는 텐션바(32)를 설치 구성한다.

그리고, 1차 재생중간원료(R1)가 가압롤러(40)(42)들 사이에서 압착될 때 낙하는 물이 기어모터(44)로 유입되지 않도록 물받이(34)를 설치 구성하는 것이 좋다.

한편, 본 발명 제조장치의 압축가공기(2)와 냉각수조(4)와 롤링압착기(6) 각각에는 다수 이송바퀴들을 부착 구성함으로써, 저밀도 발포폴리프로필렌 폐품이 많이 적재해 있고 전력과 냉수를 공급받을 수 있는 어느 곳으로든지 이동시켜 바로 사용할 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명의 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료를 보여주는 사진 도면이다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 제조장치를 통하여, 압축가공기(2)에 1차 압축되고 냉각수조(4)를 거쳐서 롤링압착기(6)에서 2차 압축되는 일련의 과정으로 통하여서 제조된 본 발명의 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료(R2)는, 도 5에서처럼 긴 밴드형으로 그 폭이 20∼50㎜, 두께가 2~10㎜ 정도이며, 내부에 발포가스가 거의 제거되어 밀도 및 강도가 매우 높게 된다.

본 발명은, 값비싼 폴리프로필렌 원료의 국내 수급률 향상뿐 아니라 무른 저밀도 발포프로필렌 폐품의 재활용률 향상에도 널리 이용될 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치의 개략 구성도.

도 2는 본 발명의 요부구성을 상세히 보여주는 사시 구성도.

도 3은 도 2의 측면 구성도.

도 4는 도 2의 정면 구성도.

도 5는 본 발명의 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료를 보여주는 사진 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(2) ― 압축가공기 (4) ― 냉각수조

(6) ― 롤링압착기 (10) ― 파쇄부

(12) ― 용융부 (14) ― 압출부

(22) ― 급수부 (24) ― 배수부

(26) ― 안내바 (30) ― 제어부

(32) ― 텐션바 (34) ― 물받이

(40)(42) ― 가압롤러 (44) ― 기어모터

(46) ― 기어체인 (48) ― 맞물림기어

(50) ― 핸들 (52) ― 볼트바

(54) ― 너트 (56) ― 이동편

(58) ― 설치대 (R2) ― 2차 재생중간원료

Claims

저밀도 발포폴리프로필렌 폐품을 잘게 부수는 파쇄부(10)와 상기 파쇄폐품을 160∼200℃에서 녹여 압출하는 용융부(12) 및 압출부(14)를 구비하여 1차 재생중간원료(R1)가 제조되도록 하는 압축가공기(2)와, 상기 1차 재생중간원료(R1)를 냉온수를 순환시켜 40∼70℃로 서서히 냉각시키고 다음 단계로 이동되게 하는 냉각수조(4)와, 냉각수조(4)를 통과한 1차 재생중간원료(R1)를 한 쌍의 가압롤러(40)(42) 사이에서 압연되게 하여 2차 재생중간원료(R2)가 생산되도록 하는 롤링압착기(6)를, 일련 구성함을 특징으로 하는 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치.
제 1항에 있어서,

냉각수조(4)에 냉수 급수부(22) 및 온수 배수부(24)를 구성하고 냉각수조(4)의 내부에 1차 재생중간원료(R1)의 이동을 돕는 다수 개의 안내바(26)들을 설치 구성함을 특징으로 하는 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치.
제 1항에 있어서,

롤링압착기(6)는 가압롤러(40)(42) 사이의 간격 조절이 가능하도록 상측 가 압롤러(42)의 중심축봉을 설치대(58)의 작동공간을 상하이동하는 이동편(56)에 결합 구성하되 이동편(56)은 볼트바(52) 하단에 결합하여서, 볼트바(52)의 상단 핸들(50)을 회전시켜 상측 가압롤러(42)가 적정높이에 도달하면 볼트바(52)를 너트(54)로 고정시키도록 구성함을 특징으로 하는 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치.
제 1항에 있어서,

롤링압착기(6)의 가압롤러(40)(42) 전측에는 1차 재생중간원료(R1)가 장력을 부여받아 원활하게 가압롤러(40)(42)들 사이로 공급되게 하는 텐션바(32)를 설치 구성함을 특징으로 하는 저밀도 발포폴리프로필렌의 재생중간원료 제조장치.
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