KR101357509B1

KR101357509B1 - 병뚜껑 수지 분리기

Info

Publication number: KR101357509B1
Application number: KR20120142687A
Authority: KR
Inventors: 전광성
Original assignee: 전광성
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-02-03

Abstract

본 발명은 알루미늄 병뚜껑 수지 분리기에 관한 것으로, 원형상의 하우징(110), 상기 하우징(110)의 상부면에는 형성되어 폐병뚜껑이 투입되는 투입구(IN), 상기 하우징(110)의 하부면에 형성되어 수지와 알루미늄이 분리된 혼재물을 측방으로 배출시키는 배출구(OUT), 상기 하우징(110)에 내장되어 회전가능한 회전드럼(120), 상기 회전드럼(120)과 간격을 두고 바깥쪽에 고정되는 고정드럼(130), 상기 회전드럼(120)의 외주면 및 상기 고정드럼(130)의 내주면에 서로 마주보고 엇갈리게 다수 고정되어 병뚜껑을 타격하는 타격봉(140), 상기 회전드럼(120)을 회전 구동시키는 구동모터(150)로 이루어진 회전분쇄기(100)와; 상기 배출구(OUT)로 배출된 혼재물을 공급하는 혼재물공급관(210), 상기 혼재물공급관(210)의 단부에 설치된 배출유닛(220), 상기 배출유닛(220)과 간격을 두고 하방에 경사 배치되고 진동되는 진동판(230), 상기 진동판(230)의 경사진 하측에 설치되어 상방으로 에어를 블로잉시키는 송풍기(240)로 이루어진 에어 진동선별기(200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 병뚜껑 수지 분리기를 제공한다.
본 발명에 따르면, 회전분쇄기를 통한 충돌에너지와 그때 생기는 열에너지를 이용하여 수지를 병두껑으로부터 쉽고 빠르게 분리할 수 있고, 분리 후 에어 및 진동을 이용하여 수지와 알루미늄을 선별할 수 있어 분리 선별 효율도 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

병뚜껑 수지 분리기{APPARATUS FOR SEPARATING RESIN FROM WASTE BOTTLE CAP}

본 발명은 병뚜껑 수지 분리기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회수된 폐병뚜껑에 포함된 수지를 효과적으로 쉽고 빠르게 그리고 완벽하게 분리하여 자원 재활성을 높인 병뚜껑 수지 분리기에 관한 것이다.

일반적으로, 용기의 마개로 사용되는 병뚜껑, 특히 음료수병, 소주병 등과 같은 유리병의 마개로 사용되는 병뚜껑은 주로 알루미늄 소재의 외부재와, 외부재의 내측에 마련되어 밀봉성을 향상시키는 수지 소재의 내부재로 구성되어 있다.

그러나, 이러한 폐병뚜껑을 회수하여 재활용하고자 할 때 수지가 붙어 있으면 알루미늄 소재의 외부재를 알루미늄으로 재활용할 수 없게 되어서 그 가치가 떨어지게 되므로, 폐병뚜껑에서 수지 소재의 내부재와 알루미늄 소재의 외부재를 분리할 필요가 있었다. 즉, 폐병뚜껑을 회수하여 재활용하고자 할 때 수지가 붙어 있으면 재활용시 요구되는 단일 재질의 재료, 다시 말해 외부재인 알루미늄만을 회수하기 어렵게 되므로, 이를 별도로 분리하여야 했다.

이를 해결하기 위한 가장 쉬운 방법은 병뚜껑을 태우면 되는데, 그럴 경우 인체에 해로운 유해가스 등이 발생되어 환경오염을 일으키게 되고, 최근 이슈화되고 있는 탄소배출권 등의 문제로 인해 이 방법은 제한된다.

다른 방법으로, 공개특허 제2010-0108495호에 개시된 바와 같이, 커터를 이용하여 병뚜껑을 잘라 내부재인 수지를 분리하는 방법 또는 날카로운 면을 갖는 회전체를 이용하여 분리하는 방법이 있다.

하지만, 이 방법의 경우는 병뚜껑을 커터로 잘릴 때 병뚜껑의 잘린면이 날카로워 그 사이에 끼어 있는 수지가 쉽게 분리되지 못하여, 알루미늄과 수지를 완벽하게 분리하는 것이 어렵게 되고, 이로 인하여 분리된 알루미늄에 일부 수지가 들어있어서 분리된 알루미늄을 고가의 알루미늄으로 제대로 활용할 수 없게 되는 등의 문제가 발생하였다.

이에 수지를 태우는 방법이 아닌 다른 방법으로 알루미늄 소재의 외부재와 외부재의 내측에 삽입된 내부재를 완벽하게 분리할 수 있는 다른 방법이 필요학 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 회전분쇄기와 에어진동선별기를 조합하여 환경오염없이 병뚜껑에 부착된 내부재인 수지를 쉽고 빠르게 그리고 완벽하게 분리할 수 있는 병뚜껑 수지 분리기를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 원형상의 하우징(110), 상기 하우징(110)의 상부면에는 형성되어 폐병뚜껑이 투입되는 투입구(IN), 상기 하우징(110)의 하부면에 형성되어 수지와 알루미늄이 분리된 혼재물을 측방으로 배출시키는 배출구(OUT), 상기 하우징(110)에 내장되어 회전가능한 회전드럼(120), 상기 회전드럼(120)과 간격을 두고 바깥쪽에 고정되는 고정드럼(130), 상기 회전드럼(120)의 외주면 및 상기 고정드럼(130)의 내주면에 서로 마주보고 엇갈리게 다수 고정되어 병뚜껑을 타격하는 타격봉(140), 상기 회전드럼(120)을 회전 구동시키는 구동모터(150)로 이루어진 회전분쇄기(100)와; 상기 배출구(OUT)로 배출된 혼재물을 공급하는 혼재물공급관(210), 상기 혼재물공급관(210)의 단부에 설치된 배출유닛(220), 상기 배출유닛(220)과 간격을 두고 하방에 경사 배치되고 진동되는 진동판(230), 상기 진동판(230)의 경사진 하측에 설치되어 상방으로 에어를 블로잉시키는 송풍기(240)로 이루어진 에어 진동선별기(200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 병뚜껑 수지 분리기를 제공한다.

이때, 상기 회전분쇄기(100)의 전단에는 회수된 병뚜껑을 회전분쇄기(100)의 투입구(IN)로 낙하 투입시키는 제1저장조(90)가 더 설치되고, 상기 제1저장조(90)에는 회수된 병뚜껑을 자동 공급시키는 공급컨베이어(80)가 더 연결설치된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 회전분쇄기(100)와 상기 에어 진동선별기(200) 사이에는 상기 회전분쇄기(100)로부터 배출되는 혼재물을 일시 저장하는 제2저장조(104)가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 회전분쇄기(100)와 상기 에어 진동선별기(200) 사이에는 원심력으로 크기를 선별하는 크기선별기(300)가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 에어 진동선별기(200)의 후단에는 선별된 알루미늄을 원심력을 이용하여 크기별로 선별하는 크기선별기(300)가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 회전분쇄기(100)의 전단에는 회수된 병뚜껑을 타격하여 예비 분쇄하는 예비분쇄기(70)가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 타격봉은 표면이 곡면으로만 이루어진 것에도 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 회전분쇄기를 통한 충돌에너지와 그때 생기는 열에너지를 이용하여 수지를 병두껑으로부터 쉽고 빠르게 분리할 수 있고, 분리 후 에어 및 진동을 이용하여 수지와 알루미늄을 선별할 수 있어 분리 선별 효율도 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 병뚜껑 수지 분리기를 이용한 분리예를 보인 개략적인 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 병뚜껑 수지 분리기를 구성하는 회전분쇄기의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 병뚜껑 수지 분리기를 구성하는 에어 진동선별기를 보인 예시도이다.
도 4는 에어콤퓨레사에서 발생한 바람이 송풍구를 통하여 배출되는 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 병뚜껑 수지 분리기를 구성하는 크기선별기를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 병뚜껑 수지 분리기를 구성하는 예비분쇄기의 설치예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 병뚜껑 수지 분리기는 회전분쇄기(100)와, 에어 진동선별기(200)를 기본 구성으로 한다.

이때, 회전분쇄기(100)는 병뚜껑을 회전 타격하여 충돌에너지를 이용하여 외부재인 알루미늄 병뚜껑과, 내부재인 밀봉용 수지를 1차적으로 분리하는 수단이다.

그리고, 에어 진동선별기(200)는 에어와 진동을 이용하여 상기 회전분쇄기(100)를 통해 외부재(알루미늄)와 내부재(수지)가 분리된 상태로 혼재된 것을 외부재 따로 내부재 따로 완전히 선별 분리되게 하는 수단이다.

여기에서, 상기 회전분쇄기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원형상의 하우징(110)과, 상기 하우징(110)에 내장되어 회전가능한 회전드럼(120)과, 상기 회전드럼(120)과 간격을 두고 바깥쪽에 고정되는 고정드럼(130)과, 상기 회전드럼(120)의 외주면 및 상기 고정드럼(130)의 내주면에 서로 마주보고 엇갈리게 다수 고정된 타격봉(140)과, 상기 회전드럼(120)을 회전 구동시키는 구동모터(150)를 포함하여 구성된다.

아울러, 상기 하우징(110)의 상부면에는 투입구(IN)가 형성되고, 상기 하우징(110)의 하부면에는 측방으로 배출시키는 배출구(OUT)가 형성된다.

따라서, 상기 투입구(IN)를 통해 투입된 병뚜껑은 회전드럼(120)과 고정드럼(130) 사이에 위치되고, 그 상태에서 회전드럼(120)이 빠른 속도로 회전될 때 타격봉(140)에 의해 회전 타격되면서 상호 충돌하고, 또한 병뚜껑 끼리도 심하게 충돌하면서 충격에너지, 즉 충돌에너지에 의해 내부재가 외부재로부터 떨어져 나오게 되는데, 이에 더하여 충돌시 발생되는 열이 가세하여 수지인 내부재의 탈락을 더욱 더 촉진시키게 된다.

본 발명에서의 타격봉은 단면이 원형인 원형막대 형상으로서, 그 말단에는 반구가 부착된 형태로서, 그 표면은 모두 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 구성되어 있다. 일반적으로 타격봉의 표면이 평면으로 구성되어 있고, 이들 평면이 일정한 각을 이루어서 날카로운 면을 형성하게 되면, 이들은 고속회전을 하게 되면서 병뚜껑을 커터에 의해 잘린 것과 같이 절단을 하게 되는데, 본 발명에서는 타격봉의 표면이 모두 곡면으로 구성되어 있으므로 타격봉에 부딪히는 병뚜껑이 날카롭게 절단이 되지 않아서 그 절단면이 날카롭지 않게 되고, 이로 인하여 병뚜껑의 절단면에 수지가 끼여 분리가 되지 않는 일이 발생하지 않게 된다. 즉, 모든 표면이 곡면으로 이루어진 타격봉이 고속으로 회전하면서 병뚜껑을 단순히 두두리는 효과가 발생하여서 병뚜껑과 수지의 접합면이 충격에 의해 분리되어지는 효과가 발생하게 된다.

이렇게 하여 충분한 회전에 의해 병뚜껑을 구성하는 외부재와 내부재가 서로 분리 탈거되면 배출구(OUT)를 통해 외부재와 내부재가 혼재된 상태인 혼재물로 배출된다.

배출된 혼재물은 도 3의 예시와 같은 에어 진동선별기(200)를 통해 외부재와 내부재가 완전히 서로 분리되게 된다.

이를 위해, 상기 에어 진동선별기(200)는 혼재물을 공급하는 혼재물공급관(210)과, 상기 혼재물공급관(210)의 단부에 설치된 배출유닛(220)과, 상기 배출유닛(220)과 간격을 두고 하방에 경사 배치된 진동판(230)과, 상기 진동판(230)의 경사진 하측에 설치되어 상방으로 에어를 블로잉시키는 송풍기(240)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 혼재물공급관(210)은 상기 회전분쇄기(100)를 통해 배출된 혼재물을 이송하는 수단이다.

또한, 상기 배출유닛(220)은 대략 상기 진동판(230)의 폭에 대응되는 길이를 갖는 사각형상의 배출구로서, 혼재물이 진동판(230)에 낙하될 때 가급적 넓게 펼쳐지면서 배출 낙하될 수 있도록 안내하기 위한 것이다.

뿐만 아니라, 상기 진동판(230)은 도시되지 않은 바이브레이터를 구비하여 상하 혹은 좌우나 전후 혹은 이들이 복합된 형태로 진동할 수 있도록 구성되며, 특히 하향경사지게 배치되어 있으므로 이러한 진동에 의해 상대적으로 무거운 알루미늄재질인 외부재는 아랫쪽으로 향하고, 상대적으로 가벼운 수지인 내부재는 윗쪽으로 향하게 되는데 이때 송풍기(240)를 통해 바람이 불어오기 때문에 가벼운 수지는 상부로 이동한 후 진동판(230)의 상단을 넘어 분리 선별된 상태로 집하되게 된다.

이 경우, 상기 송풍기(240)가 부는 바람, 즉 송풍압은 상기 알루미늄 재질인 외부재가 밀려올라가지 않으면서 수지인 내부재만 쉽게 밀려 올라갈 수 있는 정도의 풍압을 유지하는 것이 바람직한데, 이는 다수의 반복 실험을 통해 쉽게 확인하고 조절할 수 있는 사항이다.

한편 본 발명에서의 송풍기는 도 3과 같은 형태의 단순한 송풍기 일 수도 있으나, 에어콤퓨레샤에서 발생하는 바람을 이용한 송풍기일 수도 있다. 도 4는 에어콤퓨레사(미도시)에서 발생한 바람이 송풍구(240‘)를 통하여 배출되는 형태를 도시한 것이다. 도 4에서의 송풍기는 에어콤퓨레샤와 송풍구(240’)를 포함하는 것이다. 즉, 본 발명에서의 송풍기는 바람을 일으키는 모든 수단을 의미하는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 회전분쇄기(100)와 에어 진동선별기(200)를 갖춤으로써 기본적인 병뚜껑 수지 분리 기능 및 수지와 알루미늄의 분리 선별 기능을 수행할 수 있다.

이에 더하여, 자동화를 위해 상기 회전분쇄기(100)의 전단에 도 1과 같이 공급컨베이어(80) 및 제1저장조(90)를 더 구비할 수 있다.

상기 공급컨베이어(80)는 회수된 폐병뚜껑을 자동 공급하기 위해 구비되는 것이고, 상기 제1저장조(90)는 공급컨베이어(80)를 타고 올라온 폐병뚜껑들을 모아 상기 회전분쇄기(100)의 입구(IN)로 투입하기 위한 것으로서 제1저장조(90)는 상기 회전분쇄기(100)의 상부에 설치된다.

이렇게 구성하면, 회수된 병뚜껑을 공급컨베이어(80)로 투입하기만 하면 자동 공급 및 처리가 가능하여 효율성이 향상되고, 처리시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 설명상 생략하였으나 본 발명이 속한 분야에서는 병뚜껑에 페인트 성분이 포함되어 있기 때문에 수지 분리 과정에서 수반된 열에 의해 페인트 성분이 휘발되면서 위해물질이 발생할 수 있으므로 집진기를 구비하여야 함은 당연한 사실이고, 법규에서도 집진기 구비를 필수요건으로 하고 있다.

따라서, 집진기는 반드시 포함되지만 당연한 사항이므로 설명상 생략하였다. 다만, 집진기는 인위적인 필요에 따라 설치하는 것이므로, 위해물질의 발생가능성이 없고, 법규상의 문제도 없다면 설치하지 않을 수도 있다.

다른 한편, 도 1의 예시와 같이 대량 신속처리를 위해 에어 진동선별기(200)의 상부에 제2저장조(104)를 더 구비할 수 있다.

이때, 상기 제2저장조(104)와 회전분쇄기(100)의 배출구(OUT)는 피딩관(102)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 피딩관(102)은 내부를 회전하는 스크류컨베어 혹은 버켓컨베어 등에 의해 수지가 분리된 수지, 알루미늄 혼재물을 제2저장조(104)로 인출 공급할 수 있다.

또 다른 예로, 도 5와 같은 크기선별기(300)가 더 구비될 수 있다.

상기 크기선별기(300)는 원통형의 몸체(310)와, 상기 몸체(310)의 반경방향을 따라 높이차를 갖고 형성된 다수의 배출구멍(312,314,316,318) 및 상기 몸체(310) 내부에서 회전하면서 블레이드를 통해 원심력을 발생시키는 회전축(320)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 크기선별기(300)는 원심선별기로서, 병뚜껑을 크기별로 분류하여 각 배출구멍(312,314,316,318)을 통해 분류 선별하는 설비이며, 비중차와 크기에 의해 원심방향으로 회전하면서 해당 배출구멍으로 배출되도록 구성된 것이다.

이러한 크기선별기(300)는 에어 진동선별기(200)를 지난 다음 단에 설치할 수도 있고, 그 전단에도 설치할 수 있다.

예컨대, 회전분쇄기(100)-에어 진동선별기(200)-크기선별기(300)의 형태로 배치될 수도 있고, 회전분쇄기(100)-크기선별기(300)-에어 진동선별기(200)의 형태로 배치될 수도 있다.

이것은 수지와 알루미늄을 선별한 다음 알루미늄만을 크기별로 선별하든지 아니면, 수지와 알루미늄이 혼재된 상태에서 크기별로 분류한 다음 다시 수지와 알루미늄을 선별하든지의 차이일 뿐 큰 차이는 없다.

이때, 회전분쇄기(100)와 에어 진동선별기(200), 회전분쇄기(100)와 크기선별기(300) 사이에는 앞서 설명한 제2저장조(104)가 더 구비될 수 있다.

나아가, 도 6은 본 발명에 따른 병뚜껑 수지 분리기를 구성하는 예비분쇄기의 설치예를 보인 예시도인데, 도 6과 같이, 처리 효율을 더욱 높이기 위해 예비분쇄기(70)를 더 구비할 수 있는데, 상기 예비분쇄기(70)는 상기 회전분쇄기(100) 전단에 설치되는 것으로, 더욱 바람직하게는 공급컨베이어(80) 전단에 설치됨이 바람직하다. 예비분쇄기(70)은 본 발명에 의한 회전분쇄기(100)에서의 수지 분리효율을 향상시키기 위하여 설치하는 분쇄기를 의미하며, 이는 이미 상용화된 분쇄기를 그대로 사용할 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 구성에 따른 병뚜껑 수지 분리기는 기존처럼 태울 필요가 없어 환경오염을 일으키지 않고, 또 커팅 때문에 수지가 분리되지 못하던 현상도 완전히 제거할 수 있어 분리효율이 향상되고, 처리시간을 단축할 수 있으며, 분리효율이 높아 재활용시 품질이 향상되는 장점을 갖게 된다.

100 : 회전분쇄기 110: 피딩관
120: 제2저장조 200: 에어 진동선별기
300: 크기선별기

Claims

원형상의 하우징(110), 상기 하우징(110)의 상부면에는 형성되어 폐병뚜껑이 투입되는 투입구(IN), 상기 하우징(110)의 하부면에 형성되어 수지와 알루미늄이 분리된 혼재물을 측방으로 배출시키는 배출구(OUT), 상기 하우징(110)에 내장되어 회전가능한 회전드럼(120), 상기 회전드럼(120)과 간격을 두고 바깥쪽에 고정되는 고정드럼(130), 상기 회전드럼(120)의 외주면 및 상기 고정드럼(130)의 내주면에 서로 마주보고 엇갈리게 다수 고정되어 병뚜껑을 타격하는 타격봉(140), 상기 회전드럼(120)을 회전 구동시키는 구동모터(150)로 이루어진 회전분쇄기(100)와;
상기 배출구(OUT)로 배출된 혼재물을 공급하는 혼재물공급관(210), 상기 혼재물공급관(210)의 단부에 설치된 배출유닛(220), 상기 배출유닛(220)과 간격을 두고 하방에 경사 배치되고 진동되는 진동판(230), 상기 진동판(230)의 경사진 하측에 설치되어 상방으로 에어를 블로잉시키는 송풍기(240)로 이루어진 에어 진동선별기(200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 병뚜껑 수지 분리기.
청구항 1에 있어서;
상기 회전분쇄기(100)의 전단에는 회수된 병뚜껑을 회전분쇄기(100)의 투입구(IN)로 낙하 투입시키는 제1저장조(90)가 더 설치되고, 상기 제1저장조(90)에는 회수된 병뚜껑을 자동 공급시키는 공급컨베이어(80)가 더 연결설치된 것을 특징으로 하는 병뚜껑 수지 분리기.
청구항 1에 있어서;
상기 회전분쇄기(100)와 상기 에어 진동선별기(200) 사이에는 상기 회전분쇄기(100)로부터 배출되는 혼재물을 일시 저장하는 제2저장조(104)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 병뚜껑 수지 분리기.
청구항 1에 있어서;
상기 회전분쇄기(100)와 상기 에어 진동선별기(200) 사이에는 원심력으로 크기를 선별하는 크기선별기(300)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 병뚜껑 수지 분리기.
청구항 1에 있어서;
상기 에어 진동선별기(200)의 후단에는 선별된 알루미늄을 원심력을 이용하여 크기별로 선별하는 크기선별기(300)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 병뚜껑 수지 분리기.
청구항 1에 있어서;
상기 회전분쇄기(100)의 전단에는 회수된 병뚜껑을 타격하여 예비 분쇄하는 예비분쇄기(70)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 병뚜껑 수지 분리기.
청구항 1에 있어서;
상기 타격봉은 표면이 곡면으로만 이루어진 것을 특징으로 하는 병뚜껑 수지 분리기.