KR101297199B1

KR101297199B1 - 폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관과 그 제조장치

Info

Publication number: KR101297199B1
Application number: KR20130030954A
Authority: KR
Inventors: 김용삼
Original assignee: 대림프라스틱 주식회사
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2013-08-16

Abstract

본 발명은 폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관과 그 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐비닐 등의 플라스틱으로 이루어지는 폐플라스틱을 이용하여 내부에서 강도를 보강하는 충진재를 이루고, 상기 충진재의 외경을 플라스틱(HDPE)으로 코팅 성형하여 일체형이 되도록 함으로써 강도를 보강하며 외관이 미려하도록 하는 폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관과 그 제조장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 폐플라스틱으로 이루어지는 충진재(11)의 외경으로 폴리에틸렌을 코팅하는 프로파일(12)을 나선형으로 공급하며 이음부재(14)를 통하여 성형하는 충진벽 하수관의 제조장치에 있어서,
폐플라스틱을 통상의 수거 방법으로 수거하여 폴리에틸렌(PE)과, 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS)으로 분류하여 분쇄기에서 1~10cm의 크기로 분쇄하는 분쇄기(100)와;
상기 분쇄기(100)에 연결되며 분쇄한 폐플라스틱이 공급되는 과정에서 금속 이물질 또는 흙 등의 이물질을 제거하는 이물질 분리기(110)와;
상기 이물질 분리기(110)에서 이물질을 제거하여 공급하는 폐플라스틱을 170∼310℃의 온도로 용융시켜 폴리에틸렌(PE) 40∼60 중량부를 투입하여 용해시킨 후 폴리프로필렌(PP)과 폴리스티렌(PS) 중 어느 하나의 40∼60 중량부를 혼합물로 투입하여 용해와 동시에 혼합여 펠렛으로 공급하여 보관하거나 그대로 충진재(11)를 압출하는 용융 압출기(120)와;
상기 용융 압출기(120)에서 공급된 충진재(11)를 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사시켜 냉각되도록 하는 1차 냉각기(130)와;
상기 1차 냉각기(130)에서 냉각된 충진재(11)가 이송하는 과정에서 충진재(11)의 외경으로 폴리에틸렌(PE)을 프로파일 압출기(141)에서 용융시켜 2∼40mm의 두께가 코팅되어 프로파일(12)을 성형하는 충진재 코팅기(140)와;
상기 프로파일(12)을 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사하여 냉각되도록 하는 2차 냉각기(150)와;
상기 2차 냉각기(150)에서 냉각된 프로파일(12)을 나선형으로 공급하며, 프로파일(12)의 연결측면(13)에 이음부재 압출기(190)에서 폴리에틸렌(PE)을 이음부재 압출기(190)에서 용융시켜 3∼30mm의 간격(폭)이 되도록 이음부재(14)를 성형하는 와인딩장치(160)와;
상기 와인딩장치(160)에서 원통형으로 성형된 충진벽 하수관(10)의 내경과 외경에 냉각수를 공급하여 냉각되도록 하는 3차 냉각기(170)와;
상기 3차 냉각기(170)에서 냉각된 충진벽 하수관(10)을 6∼10m의 길이로 절단하는 절단장치(180)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관과 그 제조장치{Drainpipe and filling the wall using waste plastics manufacturing device}

본 발명은 폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관과 그 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐비닐 등의 플라스틱으로 이루어지는 폐플라스틱을 이용하여 내부에서 강도를 보강하는 충진재를 이루고, 상기 충진재의 외경을 플라스틱(HDPE)으로 코팅 성형하여 일체형이 되도록 함으로써 강도를 보강하며 외관이 미려하도록 하는 폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관과 그 제조장치에 관한 것이다.

폐플라스틱에 대한 종래의 재활용 방법은 플라스틱의 블렌드 시 폐플라스틱 자체를 충진재 또는 첨가제의 개념으로 사용하는 방법, 즉, 소량의 폐플라스틱을 충진재 또는 첨가제의 역할로 사용하거나 또는 폐플라스틱과 같은 종류의 신재 수지로 사용할 때 일정량의 폐플라스틱을 혼합하여 사용하는 1차원적인 재사용 방법으로, 충진재 및 첨가제로 사용하는 방법은 그 역할을 하는 수지의 종류가 제한되어 있어서 폐플라스틱 중에서도 극히 일부분만이 사용 가능하고, 또한 사용 가능한 폐플라스틱도 신재 수지와의 상용성 등의 문제가 있어 사용 범위가 축소 및 제한이 되고 있는 실정이다.

그리고 첨가제로 사용도리 때에는 일반적으로 그 사용량이 소량이며 그 용도 역시 제한되는 단점이 있고, 같은 종류의 수지 사용 시 폐플라스틱을 첨가하는 방법은 가장 큰 목적이 제품의 가격을 떨어트리려는 목적이기 때문에 구조재로 사용되는 수지에는 사용하지 못하는 단점이 있으며, 또한 신재 수지의 기계적 물성이 떨어지지 않는 범위에서만 사용되므로 그 사용량 역시 소량이고 사용처의 제한이 있는 등의 단점이 있다.

다른 방법으로 폐플라스틱을 선별하지 않고 용융 혼련을 하되 소각장에서 나오는 쓰레기를 태운 재와 혼합하여 펠렛으로 성형한 사례가 있으나, 이는 여러 가지 폐수지 등이 혼합되어 있어서 서로 상용성이 없는 경우가 대부분인 플라스틱의 특성상 그 실효성이 의문스럽고, 만약 사용이 된다고 해도 그 중 상용성이 없는 경우 이 부분이 수지의 결합력을 떨어트리는 재생 수지로써의 기계적 물성이 사용 가능한 정도 이상 나오지 않는 단점이 발생하여 널리 사용되지 못하였다.

또한, 이런 현상을 줄이기 위해 사용되는 방법이 폐플라스틱과 소각장의 재에 폴리에틸렌 왁스를 혼합하여 고정화를 한다는 사례가 있으나, 이 역시 왁스가 폐플라스틱을 서로 화학적으로 연결시켜 준다는 아무런 근거가 없으며 오히려 저 분자량의 왁스가 들어감에 따라서 기계적 물성이 떨어지는 단점과 가격이 상승되는 문제점이 형성된다.

다양한 폐플라스틱을 혼합하여 성형하는 경우 기계적 물성뿐만 아니라, 폐플라스틱으로 이루어진 충진재(11)의 외경으로 프로파일(12)를 코팅함으로써, 충진재(11)가 프로파일(12)로 인해 노출되지 않는 장점을 제공하지만, 상기 충진재와 프로파일의 결합력이 약화되어 오히려 기계적 물성을 떨어지게 하는 단점이 발생하게 되었다.

그리고 충진재(11)에 프로파일(12)를 코팅하여 성형하는 충진벽 하수관의 경우에는 주로 하수용으로 사용하게 되지만, 하수용에서도 오수용과 우수용으로 나뉘게 되어 충진벽 하수관의 외관만 보아서는 관의 용도를 정확하게 파악할 수 없게 되는 단점이 발생하게 되었다.

문헌 1. 실용신안등록번호 제0416519호(2006. 05. 10. 등록) 문헌 2. 특허등록번호 제0998599호(2010. 11. 30. 등록) 문헌 3. 특허등록번호 제0352997호(2002. 09. 03. 등록) 문헌 4. 특허공개번호 제1999-0064616호(1999. 08. 05. 공개)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명의 해결과제는, 폐비닐을 포함한 다양한 폐플라스틱을 재활용하여 프로파일의 충진재를 형성하도록 하며, 상기 충진재의 외부를 플라스틱(HDPE)으로 감싸 이음부재와 프로파일이 일체형으로 성형하도록 하는 충진벽 하수관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 폐플라스틱으로 이루어지는 충진재의 외경으로 폴리에틸렌을 코팅하는 프로파일을 나선형으로 공급하며 이음부재를 통하여 성형하는 충진벽 하수관의 제조장치에 있어서,

폐플라스틱을 통상의 수거 방법으로 수거하여 폴리에틸렌(PE)과, 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS)으로 분류하여 분쇄기에서 1~10cm의 크기로 분쇄하는 분쇄기와;

상기 분쇄기에 연결되며 분쇄한 폐플라스틱이 공급되는 과정에서 금속 이물질 또는 흙 등의 이물질을 제거하는 이물질 분리기와;

상기 이물질 분리기에서 이물질을 제거하여 공급하는 폐플라스틱을 170∼310℃의 온도로 용융시켜 폴리에틸렌(PE) 40∼60 중량부를 투입하여 용해시킨 후 폴리프로필렌(PP)과 폴리스티렌(PS) 중 어느 하나의 40∼60 중량부를 혼합물로 투입하여 용해와 동시에 혼합여 펠렛으로 공급하여 보관하거나 그대로 충진재를 압출하는 용융 압출기와;

상기 용융 압출기에서 공급된 충진재를 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사시켜 냉각되도록 하는 1차 냉각기와;

상기 1차 냉각기에서 냉각된 충진재가 이송하는 과정에서 충진재의 외경으로 폴리에틸렌(PE)을 프로파일 압출기에서 용융시켜 2∼40mm의 두께가 코팅되어 프로파일을 성형하는 충진재 코팅기와;

상기 프로파일을 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사하여 냉각되도록 하는 2차 냉각기와;

상기 2차 냉각기에서 냉각된 프로파일을 나선형으로 공급하며, 프로파일의 연결측면에 이음부재 압출기에서 폴리에틸렌(PE)을 이음부재 압출기에서 용융시켜 3∼30mm의 간격(폭)이 되도록 이음부재를 성형하는 와인딩장치와;

상기 와인딩장치에서 원통형으로 성형된 충진벽 하수관의 내경과 외경에 냉각수를 공급하여 냉각되도록 하는 3차 냉각기와;

상기 3차 냉각기에서 냉각된 충진벽 하수관을 6∼10m의 길이로 절단하는 절단장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 폐플라스틱으로 이루어지는 충진재의 외경으로 폴리에틸렌을 코팅하는 프로파일을 나선형으로 공급하며 이음부재를 통하여 성형하는 충진벽 하수관에 있어서,

폐플라스틱을 통상의 수거 방법으로 수거하여 폴리에틸렌(PE)과, 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS)으로 분류하여 분쇄기에서 1~10cm의 크기로 분쇄하고,

상기 분쇄기에 연결되며 분쇄한 폐플라스틱이 공급되는 과정에서 금속 이물질 또는 흙 등의 이물질을 이물질 분리기에서 제거하며,

상기 이물질 분리기에서 이물질을 제거하여 공급하는 폐플라스틱을 170∼310℃의 온도로 용융시켜 폴리에틸렌(PE) 40∼60 중량부를 투입하여 용해시킨 후 폴리프로필렌(PP)과 폴리스티렌(PS) 중 어느 하나의 40∼60 중량부를 혼합물로 투입하여 용해와 동시에 혼합여 펠렛으로 공급하여 보관하거나 그대로 충진재를 용융 압출기에서 성형하며,

상기 용융 압출기에서 공급된 충진재를 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사시켜 1차 냉각기에서 냉각하고,

상기 1차 냉각기에서 냉각된 충진재가 이송하는 과정에서 충진재의 외경으로 폴리에틸렌(PE)을 프로파일 압출기에서 용융시켜 2∼40mm의 두께가 코팅되어 프로파일을 충진재 코팅기에서 성형하며,

상기 프로파일을 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사하여 2차 냉각기에 냉각된 프로파일을 나선형으로 공급하며, 프로파일의 연결측면에 이음부재 압출기에서 폴리에틸렌(PE)을 이음부재 압출기에서 용융시켜 3∼30mm의 간격(폭)이 되도록 이음부재를 와인딩장치에서 성형한 후,

상기 와인딩장치에서 원통형으로 성형된 충진벽 하수관의 내경과 외경에 냉각수를 공급하여 3차 냉각기에서 냉각된 충진벽 하수관을 6∼10m의 길이로 절단하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 폐플라스틱과 산업폐기물을 이용한 열가소성 수지 조성물을 제공하여, 상기 열가소성 수지 조성물이 충진재로서 압출시켜 나선형으로 감기도록 제공되어 성형한 충진벽 하수관의 기계적 성질을 향상시키고 오수관과 우수관 등 하수관으로 다양하게 적용시켜 폐플라스틱의 처리와 재활용이 용이하고 환경 오염을 방지할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

본 발명은 폐비닐을 포함한 다양한 폐플라스틱을 수거한 후 분류와 분쇄 및 분리와 용융 혼합하여 제조한 펠릿을 이용하여 충진제를 형성함으로써 재활용하며, 상기 충진제의 외부를 플라스틱(HDPE)으로 감싸 외부 플라스틱과 충진제가 일체형으로 성형되어 강도가 크게 향상되는 하수관을 저렴한 비용으로 제공하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 일부 단면 사시도
도 2 는 본 발명의 주요 부분을 확대한 상태의 단면도
도 3 은 본 발명의 제조과정을 나타낸 단면도
도 4 는 본 발명의 충진재와 프로파일에 대한 사시도
도 5 는 본 발명의 충진재에 대한 다른 실시예의 단면도
도 6 은 본 발명의 충진재에 대한 또 다른 실시예의 단면도
도 7 은 본 발명의 충진재에 대한 또 다른 실시예의 단면도
도 8 은 본 발명의 바람직한 제조과정을 나타낸 블록도
도 9 는 본 발명의 제조장치에 대한 설치상태를 나타낸 평면도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 일부 단면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 주요 부분을 확대한 상태의 단면도, 도 3은 본 발명의 제조과정을 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명의 충진재와 프로파일에 대한 사시도를 나타낸 것이다.

용해로 또는 압출기에 재활용 폴리에틸렌(PE)과 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC) 중 어느 하나를 투입하여 용해시킨 후 펠렛 또는 충진재(11)로 공급하거나,

폴리에틸렌(PE)을 40∼60 중량부를 투입하여 용해시켜 공급한 후 폴리스티렌(PS) 40∼60 중량부를 투입하여 용해와 동시에 혼합여 공급한다.

상기 폴리스티렌(PS)를 대신하여 폴리에틸렌(PE) 40~60 중량부와 폴리프로필렌(PP)을 40∼60 중량부를 투입하거나, 폴리스티렌(PS)과 폴리프로필렌(PP)의 중량비를 1:2∼3:4로 혼합하여 용해할 수 있으며, 용해온도가 높은 폴리스티렌을 먼저 투입하여 용해한 후 폴리프로필렌을 투입하여 용해시킴과 동시에 혼합하고, 여기에 폴리에틸렌을 투입하여 용해시키면서 혼합하여 펠렛으로 제조하여 보관 또는 그대로 압출하여 충진재(11)로 공급한다.

상기 충진재(11)는 원형 또는 사각형으로 압출에 의해 공급하는 것이며, 충진재(11)가 공급되는 과정에서 1차 냉각한 후 상기 충진재(11)의 외경으로 폴리에틸렌(PE) 신재를 압출기에서 공급하여 소정의 두께로 코팅하여 프로파일(12)을 성형하는 것이다.

상기 프로파일(12)을 연속해서 성형하여 와인딩장치에 나선형으로 공급하는 과정에서 프로파일(12)의 연결측면(13)에 폴리에틸렌(PE) 신재를 압출기에서 이음부재(14)로 공급하여 프로파일(12)과 이음부재(14)의 융착 연결로 충진재(11)가 중진되는 원통형의 충진벽 하수관(10)을 성형하는 것이다.

도 5는 본 발명의 충진재에 대한 다른 실시예의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 충진재에 대한 또 다른 실시예의 단면도, 도 7은 본 발명의 충진재에 대한 또 다른 실시예의 단면도를 나타낸 것이다.

상기 충진재(11)는 원형과 사각형 중 어느 하나로 성형하되: 외경에는 도 5에 도시한 바와 같이, "W" 형으로 압출하여 프로파일(12)과의 결합력을 향상시키는 것이 가능하고, 도 6에 도시한 바와 같이, 물결모양으로 압출하여 프로파일(12)과의 결합력을 향상시키는 것이 가능하며, 도 7에 도시한 바와 같이, 요부와 철부가 연속해서 형성되는 요철형태로 압출하여 프로파일(12)과의 결합력을 향상시키는 구조를 제공하는 것이 가능하다.

도 8은 본 발명의 바람직한 제조과정을 나타낸 블록도에 관한 것으로,

본 발명은 폐플라스틱을 수거하는 폐플라스틱 수거단계(S1); 상기 수거한 폐플라스틱을 소정의 크기로 분쇄하는 분쇄단계(S2); 상기 분쇄한 폐플라스틱에 포함된 흙이나 쇳조각 등 이물질을 분리하여 제거하는 이물질 분리단계(S3); 상기 이물질이 분리된 폐플라스틱을 용해로 또는 압출기에 공급하여 소정의 온도로 용융시켜 충진재(11)로 사용하기 위한 펠렛 또는 압출물로 공급하는 충진재 용융 압출단계(S4); 상기 펠렛은 보관한 후 압출기에 다시 공급하여 용융시켜 충진재(11)로 압출하며 압출되는 충진재(11)를 냉각시키는 1차 냉각단계(S5); 상기 냉각된 충진재(11)를 공급하며 폴리에틸렌(PE)을 압출 공급하여 충진재(11)의 외경을 코팅하여 프로파일(12)을 성형하는 충진재 코팅단계(S6); 상기 프로파일(12)을 냉각하여 성형상태를 안정되게 유지할 수 있도록 하는 2차 냉각단계(S7); 상기 냉각된 프로파일(12)을 나선형으로 공급하여 원형으로 성형되도록 와인딩하며 연결측면(13)에 폴리에틸렌(PE)을 이음부재(14)로 압출 공급하여 충진벽 하수관(10)을 성형하는 충진벽 하수관 성형단계(S8); 성형한 충진벽 하수관(10)의 내경과 외경에 냉각수를 공급하여 냉각되도록 하는 3차 냉각단계(S9); 성형하여 공급되는 충진벽 하수관(10)을 6∼10m의 길이로 절단하는 절단단계(S10);를 통하여 성형하는 것이다.

도 9는 본 발명의 제조장치에 대한 설치상태를 나타낸 평면도에 관한 것으로, 수거한 폐플라스틱을 종류별로 선별하여 공급하여 1∼10cm의 크기로 분쇄하는 분쇄기(100)와;

상기 분쇄기(100)에 연결되며 분쇄한 폐플라스틱이 공급되는 과정에서 금속 이물질 또는 흙 등의 이물질을 제거하는 이물질 분리기(110)가 연결된다.

상기 이물질 분리기(110)에서 이물질을 제거하여 공급하는 폐플라스틱을 170∼310℃의 온도로 용융시켜 펠렛으로 공급하여 보관하거나 그대로 충진재(11)를 압출하는 용융 압출기(120)와;

상기 용융 압출기(120)에서 공급된 충진재(11)를 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사시켜 냉각되도록 하는 1차 냉각기(130)와;

상기 1차 냉각기(130)에서 냉각된 충진재(11)가 이송하는 과정에서 충진재(11)의 외경으로 폴리에틸렌(PE)을 프로파일 압출기(141)에서 용융시켜 2∼40mm의 두께가 코팅되어 프로파일(12)을 성형하는 충진재 코팅기(140)와;

상기 프로파일(12)을 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사하여 냉각되도록 하는 2차 냉각기(150)와;

상기 2차 냉각기(150)에서 냉각된 프로파일(12)을 나선형으로 공급하며, 프로파일(12)의 연결측면(13)에 이음부재 압출기(190)에서 폴리에틸렌(PE)을 이음부재 압출기(190)에서 용융시켜 3∼30mm의 간격(폭)이 되도록 이음부재(14)를 성형하는 와인딩장치(160)와;

상기 와인딩장치(160)에서 원통형으로 성형된 충진벽 하수관(10)의 내경과 외경에 냉각수를 공급하여 냉각되도록 하는 3차 냉각기(170)와;

상기 3차 냉각기(170)에서 냉각된 충진벽 하수관(10)을 6∼10m의 길이로 절단하는 절단장치(180)로 이루어지는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 도 18에 나타낸 블록도와 도 9에 나타낸 성형장치의 평면도를 통하여 상세하게 설명하기로 한다.

제1 공정 : 폐플라스틱 수거 단계(S1)

통상의 수거 방법으로 폴리에틸렌(PE) 수지와 폴리프로필렌(PP) 수지 및 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC)을 수거하여 보관한다.

제2 공정 : 분쇄 단계(S2)

상기 제1 공정에서 수거된 폐플라스틱을 재질별로 분류하여 분쇄기(100)에서 분쇄하는 단계로, 열에 연화되는 열가소성 수지와 열에 경화되는 경화성 수지로 분류하는 것으로, 본 발명에서 재활용하고자 하는 폐플라스틱 수지는 열 가소성 수지로, 범용 플라스틱으로 폴리에틸렌(PE) 수지와 폴리프로필렌(PP) 수지 및 폴리스티렌(PS) 수지 등이 있는데, 대부분 복합 재질의 플라스틱이 사용되지만 대체적인 사용 용도는 다음과 같다.

폴리에틸렌 수지는 필름제품으로 포장용 백과 농업용 필름 등을 사출성형품으로 공업용 부품, 쟁반, 접시, 잡화 등을 중공성형품으로 우유병, 표백제 용기, 세제용기, 대형드럼, 물탱크 등의 제품이 유통되고 있으므로 폐플라스틱 또한 상기와 같고, 분리수거가 대체로 잘 이루어지는 농업용 필름은 흙이 묻어 있는 등 쉽게 구별할 수 있으며 공급이 용이한 것이다.

폴리프로필렌(PP) 제품은 포장용 필름과 식기, 맥주병 등 수송용 상자 농산물 수확 콘테이너, 포장용 끈과 마대, 어망, 로프 등으로 폴리에틸렌(PE)와 매우 비슷하지만 투명성과 표면광택이 우수한 제품이 많고 불에 탈 때 특이한 냄새가 나는 특성이 있다.

상기 폴리에틸렌(PE)와 폴리프로필렌(PP)은 서로 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.

폴리스티렌(PS)은 주방용품, 완구, TV, 냉장고 등 가전제품 사출성형 포장용기와 프로판, 부탄 등을 배합한 발포 폴리스티렌으로 단열재 또는 또는 흡음재 건축재료로 많이 사용되고 있고, 자동차 스크랩은 주로 저발포 폴리스티렌으로 구별과 공급이 용이한 것이다.

폴리염화비닐(PVC)는 판, 밸브, 배관자재로 많이 사용되는 것이다.

상기와 같이 수거된 폐플라스틱을 재질별로 분류하여 통상의 분쇄기에서 1~10cm의 크기로 분쇄하는 것이다.

제3 공정 : 이물질 분리단계(S3)

분쇄기(100)에서 분쇄한 폐플라스틱을 이물질 분리기(110)에서 금속과 흙 등의 이물질을 제거하고, 필요하면 세척작업을 통하여 제거한 후 열풍을 가하여 건조시키면서 부피를 축소시켜 보관하면서 필요한 만큼 공급하여 사용하는 것이다.

제4 공정 : 충진재 용융 압출단계(S4)

이물질을 분리한 폐플라스틱을 용해로 또는 용융 압출기(120)에 폴리에틸렌(PE)과 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC) 중 어느 하나를 투입하여 용융시켜 3∼15mm의 크기를 갖는 펠렛으로 공급하여 보관하거나 그대로 압출하여 충진재(11)를 성형한다.

상기 용해로 또는 압출기(120)에 폴리에틸렌(PE) 40∼60 중량부를 투입하여 용해시킨 후 폴리스티렌(PS) 40∼60 중량부를 투입하여 용해와 동시에 혼합여 공급한다.

상기 폴리스티렌(PS)를 대신하여 폴리에틸렌(PE) 40~60 중량부와 폴리프로필렌(PP)을 40~60 중량부를 투입하거나, 폴리스티렌(PS)과 폴리프로필렌(PP)의 중량비를 1:2∼3:4로 혼합하여 용해할 수 있으며, 용해온도가 높은 폴리스티렌(PS)을 먼저 투입하여 용해한 후 폴리프로필렌(PP)을 투입하여 용해시킴과 동시에 혼합하고, 여기에 폴리에틸렌(PE)을 투입하여 용해시키면서 혼합한다.

상기 충진재 용융 압출단계는 폴리스티렌(PS) 수지가 일반적으로 270∼310℃에서, 폴리프로필렌(PP) 수지가 220∼260℃에서, 폴리에틸렌(PE) 수지가 170∼210℃에서 용해되어 높은 온도에서 용해되는 물질에서 낮은 온도에서 용해되는 물질 순서로 투입하여 용해하여 용해 혼합 작업시간을 단축시키면서 균질한 펠렛을 생산하는 것이 바람직하다.

상기 폴리스티렌(PS) 혼합시 인장강도와 수지의 유동성을 향상시키고 빛의 안정성과 내약품성이 우수한 기능을 부여하여 기존의 저급플라스틱으로 재생하는 한계를 벗어나 사출성형이 가능하게 되고, 폐폴리에틸렌(PE) 단독재질로 이루어진 재생원료를 사용한 제품에 비하여 기능성이 보완되도록 하는 것이다.

그리고 폴리프로필렌(PP) 혼합시 강성과 충격성이 뛰어난 인장강도가 증가하고, 내굽힘 피로강도가 뛰어난 특징이 발생하여 성형성의 향상을 기대할 수 있게 되는 것이다.

본 용융 단계에서 폴리스티렌(PS)과 폴리프로필렌(PP)을 각각 1:2∼3:4의 중량비로 혼합하여 사용시 인장강도와 내충격성 및 내약품성 등의 장점과 발포성형이 가능한 것이다.

여기서 용융압출기(120)의 선단에 충진재(11)를 압출하는 다이를 설치하여 곧바로 압출하여 공급하거나, 펠렛다이를 설치한 후 각 재료의 용융물을 압출하여 펠릿으로 제조하여 보관하는 것이 가능하다.

제5 공정 : 1차 냉각단계(S5)

충진재(11)를 압출하여 공급하는 과정에서 1차 냉각기(130)에 침전시켜 압출된 형태가 안정되게 유지될 수 있도록 냉각하는 것이다.

제6 공정 : 충진재 코팅단계(S6)

냉각된 충진재(11)를 공급하는 과정에서 폴리에틸렌(HDPE) 수지를 프로파일 압출기(141)에 공급하여 충진재(11)의 외경으로 용융 수지를 공급함으로써 2∼40mm의 두께를 갖도록 하는 프로파일(12)을 성형하는 것이다.

제7 공정 : 2차 냉각단계(S7)

충진재(11)의 외경으로 프로파일(12)을 코팅하여 일체형이 되도록 공급하는 과정에서 냉각수에 침전시켜 프로파일(12)이 압출형태를 안정되게 유지할 수 있도록 하는 것이다.

제8 공정 : 충진벽 하수관 성형단계(S8)

프로파일(12)을 와인딩장치(160)에 나선형으로 공급하는 과정에서 폴리에틸렌(HDPE) 수지를 이음부재 압출기(190)에 공급하여 프로파일(12)의 연결측면(13)에 용융 수지를 공급하여 3∼30mm의 두께를 갖는 이음부재(14)로 원통형의 충진벽 하수관(10)을 성형하는 것이다.

제9 공정 : 3차 냉각단계(S9)

원통형으로 성형된 충진벽 하수관(10)을 3차 냉각기(170)에 공급하는 과정에서 내경과 외경에 냉각수를 공급하여 냉각되도록 하는 것이다.

제10 공정 : 절단단계(S10)

상기 3차 냉각기(170)에서 냉각된 충진벽 하수관(10)이 절단장치(180)로 이송하는 과정에서 6∼10m의 길이로 절단하는 것이다.

본 발명은 폐플라스틱을 혼합하여 얻어진 열가소성 수지 조성물은 기존의 폐플라스틱을 이용한 재생 수지에서 찾아볼 수 없는 고강도의 소재용 수지로 저렴하고 환경 친화적인 물질로 거듭나 충진재로 재활용함으로써 매우 저렴하고 강도가 향상된 충진벽 하수관으로 제공할 수 있게 되는 것이다.

10 : 충진벽 하수관 11 : 충진재
12 : 프로파일 13 : 연결측면
14 : 이음부재 15 : 내경
16 : 외경 100 : 분쇄기
110 : 이물질 분리기 120 : 용융 압출기
130 : 1차 냉각기 140 : 충진재 코팅기
141 : 프로파일 압출기 150 : 2차 냉각기
160 : 와인딩장치 170 : 3차 냉각기
180 : 절단장치 190 : 이음부재 압출기

Claims

폐플라스틱으로 이루어지는 충진재(11)의 외경으로 폴리에틸렌을 코팅하는 프로파일(12)을 나선형으로 공급하며 이음부재(14)를 통하여 성형하는 충진벽 하수관의 제조장치에 있어서,
폐플라스틱을 통상의 수거 방법으로 수거하여 폴리에틸렌(PE)과, 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS)으로 분류하여 분쇄기에서 1~10cm의 크기로 분쇄하는 분쇄기(100)와;
상기 분쇄기(100)에 연결되며 분쇄한 폐플라스틱이 공급되는 과정에서 금속 이물질 또는 흙 등의 이물질을 제거하는 이물질 분리기(110)와;
상기 이물질 분리기(110)에서 이물질을 제거하여 공급하는 폐플라스틱을 170∼310℃의 온도로 용융시켜 폴리에틸렌(PE) 40∼60 중량부를 투입하여 용해시킨 후 폴리프로필렌(PP)과 폴리스티렌(PS) 중 어느 하나의 40∼60 중량부를 혼합물로 투입하여 용해와 동시에 혼합여 펠렛으로 공급하여 보관하거나 그대로 충진재(11)를 압출하는 용융 압출기(120)와;
상기 용융 압출기(120)에서 공급된 충진재(11)를 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사시켜 냉각되도록 하는 1차 냉각기(130)와;
상기 1차 냉각기(130)에서 냉각된 충진재(11)가 이송하는 과정에서 충진재(11)의 외경으로 폴리에틸렌(PE)을 프로파일 압출기(141)에서 용융시켜 2∼40mm의 두께가 코팅되어 프로파일(12)을 성형하는 충진재 코팅기(140)와;
상기 프로파일(12)을 공급하는 과정에서 냉각수에 함침시키거나 냉각수를 외경에 분사하여 냉각되도록 하는 2차 냉각기(150)와;
상기 2차 냉각기(150)에서 냉각된 프로파일(12)을 나선형으로 공급하며, 프로파일(12)의 연결측면(13)에 이음부재 압출기(190)에서 폴리에틸렌(PE)을 이음부재 압출기(190)에서 용융시켜 3∼30mm의 간격(폭)이 되도록 이음부재(14)를 성형하는 와인딩장치(160)와;
상기 와인딩장치(160)에서 원통형으로 성형된 충진벽 하수관(10)의 내경과 외경에 냉각수를 공급하여 냉각되도록 하는 3차 냉각기(170)와;
상기 3차 냉각기(170)에서 냉각된 충진벽 하수관(10)을 6∼10m의 길이로 절단하는 절단장치(180)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관의 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 용융 압출기(120)에 공급하는 혼합물은, 폴리스티렌(PS)과 폴리프로필렌(PP)을 대신하여 폴리에틸렌(PE) 40∼60 중량부를 투입하여 용해하고, 폴리염화비닐(PVC) 40∼60 중량부를 상기 폴리에틸렌(PE)과 함께 용해한 후 혼합하여 충진재(11)로 제조하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관의 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 용융 압출기(120)에 공급하는 혼합물은, 폴리스티렌(PS)과 폴리프로필렌(PP)의 중량비를 1:2∼3:4로 혼합한 혼합물 40~60 중량부를 투입하여 용해하고, 폴리에틸렌(PE) 40~60 중량비를 투입하여 용해와 동시에 상기 폴리스티렌(PS)과 혼합물을 혼합하여 충진재(11)로 제조하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관의 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 충진재(11)는 외경이 'W"형과 물결모양 및 요철형태 중 어느 하나의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 충진벽 하수관의 제조장치.
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