KR101440948B1 - 폐고무 재생장치 - Google Patents

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    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Abstract

폐고무 재생장치가 개시된다. 본 발명에 따른 폐고무 재생장치는, 폐고무를 분쇄 후 탈황 처리하는 폐고무 재생장치에 있어서, 일측에 분쇄된 폐고무가 유입된 후 배출되도록 투입구 및 배출구가 형성되고 내부에서 폐고무의 탈황이 이루어지는 실린더; 실린더 내부에서 실린더의 길이방향을 따라 형성된 회전축을 중심으로 회전하고, 폐고무를 배출구로 이송시키도록 나선형태의 압출회전날개가 형성된 압출스크류; 및 실린더 외부에 설치되어, 탈황시 실린더 내부에서 발생되는 가스 및 유증기를 배출시키는 진공스크류부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 진공스크류부가 실린더에 결합되어 실린더 내부의 유증기 및 가스를 제거하도록 함으로써 폐고무의 이송 속도를 늦추고 실린더 내부에서 균일한 온도와 압력이 폐고무에 전달되도록 하여 미탈황 부분이 발생되는 것을 최소화할 수 있고, 압출스크류의 단부에 역방향회전날개가 형성되도록 함으로써 혼련을 향상시키고 균일한 탈황제품을 얻을 수 있다.

Description

폐고무 재생장치{APPARATUS FOR RECYCLING WASTE RUBBER}
본 발명은 폐고무 재생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고무 폐기물을 분쇄 후 탈황 처리하여 재활용할 수 있도록 하는 폐고무 재생장치에 관한 것이다.
일반적으로 고무제품은, 황을 가교시켜 이루어진 열경화성 탄성고무 형태로 사용되고 있는데, 이러한 고무제품은 황으로 인하여 분자구조가 그물구조를 가지는 등 화학적으로 매우 안정적인 상태를 유지한다. 이에 따라 고무제품의 탈황이 곤란하여 재이용되기보다는 그동안 많은 폐고무가 소각처리되어 왔다.
이처럼, 종래 열경화성 고분자 재료인 폐고무를 재활용하는 기술은 단순 소각 처리하여 열 에너지로 사용하는 것이 대부분이었으나, 최근 폐고무를 분쇄한 후 탈황처리하여 분말 형태로 재생산할 수 있도록 하는 등, 폐고무의 재이용 방법에 관한 다양한 기술들이 개발되고 있다.
이와 관련하여 한국등록특허 제10-0901561호는 "연속 압출 방식에 의한 폐고무의 탈황처리 방법"을 개시하며, 구체적으로 황원자 사이의 황대 황 결합, 황과 탄소원자 사이의 황 대 탄소 결합 및 탄소원자 사이의 탄소 대 탄소 결합으로 네트워크 구조를 갖는 폐고무의 탈황처리 방법에 있어서, 폐고무를 분쇄하여, 미세분말화된 폐고무를 제조하는 1 단계, 및 이축압출기에 의한 열과 전단력만을 이용하여, 1 단계 공정을 거친 폐고무를 탈황 처리하는 2 단계를 포함하도록 하고 있으며, 이에 의할 때, 이축 압출기 내에서 단시간의 반응시간을 소모하며, 고가의 탈황조제를 사용하지 않기 때문에 원가절감 효과 및 우수한 물성회복도를 갖는 폐고무의 재생 효과를 얻을 수 있음을 기재하고 있다.
폐고무의 탈황에 있어서 압출기를 이용한 연속탈황 방법은 폐고무의 재이용 측면에서 우수한 방법이나, 한국등록특허 제10-0901561호에서 개시되는 탈황처리 방법을 포함하여 종래의 방법에 의할 경우, 탈황시 발생하는 유증기 및 가스에 의하여 화재의 위험이 있게 되고 또한 악취로 인한 설비 운영에 어려움이 따르게 된다.
또한, 기존의 탈황 방법은 폐고무를 분말화하여 표면 위주로 탈황하여 정품 고무와 혼합하여 사용하거나 분말화된 폐고무를 일반 압출기를 사용하여 고온·고압을 가하도록 하고 있는데, 이러한 경우 폐고무의 일부는 탈황되지만 다른 일부는 압출기 내에서 탈황시 발생하는 유증기 및 황 등의 가스와 재반응하게 되어, 적재시에 재가황되는 부분이 발생하게 되는 등 품질이 떨어지는 문제점이 발생 된다.
(0001) 대한민국등록특허 제10-0901561호(공고일: 2009.06.08)
본 발명의 목적은, 고무 폐기물을 분쇄 후 탈황 처리함에 있어서 유증기 및 가스를 제거하여 악취발생을 해소하고 실린더 내부에서 균일한 온도와 압력이 폐고무에 전달되도록 하여 미탈황부분을 최소화하며 우수한 혼련(混鍊)이 이루어지는 폐고무 재생장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 폐고무를 분쇄 후 탈황 처리하는 폐고무 재생장치에 있어서, 일측에 분쇄된 폐고무가 유입된 후 배출되도록 투입구 및 배출구가 형성되고 내부에서 상기 폐고무의 탈황이 이루어지는 실린더; 상기 실린더 내부에서 상기 실린더의 길이방향을 따라 형성된 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 폐고무를 상기 배출구로 이송시키도록 나선형태의 압출회전날개가 형성된 압출스크류; 및 상기 실린더 외부에 설치되어, 탈황시 상기 실린더 내부에서 발생되는 가스 및 유증기를 배출시키는 진공스크류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무 재생장치에 의해 달성된다.
여기서 상기 압출스크류는 서로 평행한 제1 압출스크류 및 제2 압출스크류로 구분되고, 상기 제1 압출스크류와 제2 압출스크류는, 회전축의 회전방향이 서로 반대이고 상기 압출회전날개의 나선방향이 서로 반대로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 압출스크류는, 상기 진공스크류부가 상기 실린더에 연결되는 지점에서 상기 폐고무의 이송속도가 늦어지도록, 상기 압출회전날개의 경사각이 작아지거나 간격이 넓어지도록 이루어질 수 있다.
또한 상기 진공스크류부는, 상기 실린더에 연결되어 가스 및 유증기가 배출되는 통로를 형성하는 진공파이프; 상기 진공파이프 단부에 결합되는 진공모터; 및 상기 진공파이프 내부에 형성되어 가스 및 유증기가 배출되는 방향의 반대방향으로 가압하도록 나선형태의 진공회전날개가 형성되는 진공스크류를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 폐고무 재생장치에서, 상기 진공스크류부는 다수 개로 구비될 수 있다.
또한 상기 진공스크류부를 거친 가스 및 유증기가 유입되고 내부에 물이 저장된 진공물통; 및 상기 진공물통을 거친 가스가 연소되는 버너를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 상기 실린더의 길이방향을 따라 설치되어 상기 실린더 내부를 가열하는 히터를 포함하고, 상기 히터는 다수 개로 구분되어 서로 다른 온도 범위에서 가열되며 상기 투입구에서 배출구를 향할수록 온도가 감소하다가 증가하도록 이루어질 수 있다.
그리고 상기 압출스크류에는, 혼련(混練)이 향상되도록 상기 배출구쪽 단부에서 상기 압출회전날개의 나선방향이 반대로 형성되는 역방향회전날개가 구비될 수 있다.
이때, 상기 역방향회전날개는 상기 압출스크류의 전체 길이의 1/5 이하의 범위에서 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 진공스크류부가 실린더에 결합되어 실린더 내부의 유증기 및 가스를 제거하도록 함으로써 폐고무의 이송 속도를 늦추고 실린더 내부에서 균일한 온도와 압력이 폐고무에 전달되도록 하여 미탈황 부분이 발생되는 것을 최소화할 수 있고, 압출스크류의 단부에 역방향회전날개가 형성되도록 함으로써 혼련을 향상시키고 균일한 탈황제품을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐고무 재생장치를 개략적으로 도시한 정면도,
도 2는 도 1에 도시된 폐고무 재생장치를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐고무 재생장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐고무 재생장치(1)를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 폐고무 재생장치(1)를 도시한 평면도이다. 다만, 도 2에서는, 설명의 편의를 위하여, 압출스크류(20)가 실린더(10) 외부로 노출된 상태가 함께 도시되어 있으며, 압출스크류(20)가 실린더(10) 내부에 장착되어 작동되는 것임은 물론이다.
본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)는, 폐기물로 버려지는 폐고무를 재활용하여 다양한 고무제품으로 재사용될 수 있도록 하기 위한 것이며, 특히 기존의 장치에서 탈황시 황 성분이 충분히 제거되지 못하여 미탈황 고무가 생산되는 문제점을 해소하기 위하여 유증기 및 황화수소 등의 가스가 충분히 제거되면서 혼련이 우수하게 이루어질 수 있도록 하며 아울러 악취제거가 이루어질 수 있도록 하기 위한 장치이다.
본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)에서는 분쇄된 폐고무가 사용되고, 폐고무의 분쇄를 위하여는 통상의 분쇄기(미도시)가 사용될 수 있다. 본 발명에서 분쇄기를 통해 분쇄된 폐고무는 0.1mm ~ 20mm 정도의 크기를 갖도록 이루어지면 충분하며, 이에 따라 종래와 같이 0.1㎛ ~ 400㎛ 정도의 분말로 이루어지도록 함으로써 장치의 구성이 복잡해지거나 분쇄과정의 비용증가를 초래하는 것을 해소할 수 있다.
그리고 본 발명에서 폐고무는, 천연 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 네오프렌 고무, 니트릴 고무 등이 사용될 수 있고, 특히 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM)의 사용에 적합하다.
본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)에서, 실린더(10)는 어느 한쪽에 투입구(11)가 형성되고 다른 한쪽에 배출구(12)가 형성되며, 투입구(11) 쪽에서 배출구(12) 쪽으로 긴 배관 형태로 이루어진다.
실린더(10)가 수평방향으로 뉘어진 상태에서, 투입구(11)는 실린더(10)의 어느 한쪽 끝부분에서 위쪽 면에 형성될 수 있고, 배출구(12)는 실린더(10)의 다른 쪽 끝에 형성되어 연속적인 케이크 형태의 탈황된 고무가 배출되도록 한다.
투입구(11)를 통하여 유입되는 분쇄된 폐고무는 실린더(10) 내부에서 압출스크류(20)의 작용으로 배출구(12) 쪽으로 이동하게 된다.
실린더(10)의 주변에는 히터(70)가 형성된다. 히터(70)는 실린더(10)를 감싸는 형태로서 실린더(10)의 길이방향을 따라 설치되며, 실린더(10) 내부를 간접 가열하여 고온의 분위기가 형성될 수 있도록 이루어진다. 히터(70)는 세라믹히터(70)(ceramic heater) 형태로 이루어질 수 있고, 실린더(10)의 길이방향을 따라 서로 다른 온도 범위에서 가열할 수 있도록 다수 개로 구분되어 이루어질 수 있다. 예컨대, 히터(70)는 5쌍의 히터(70)로 구분되고, 첫번째 쌍의 히터(71)에서의 가열온도는 320℃, 두번째 쌍의 히터(72)에서의 가열온도는 300℃, 세번째 쌍의 히터(73)에서의 가열온도는 275℃, 네번째 쌍의 히터(74)에서의 가열온도는 275℃, 다섯번째 쌍의 히터(75)에서의 가열온도는 320℃도가 되도록 이루어질 수 있으며, 이에 따라 실린더(10)의 투입구(11)에서 배출구(12)를 향할수록 온도가 감소하다가 증가하도록 이루어질 수 있다.
실린더(10) 내부에서 압출스크류(20)의 작용으로 실린더(10) 중앙 부분에서 온도가 상대적으로 더욱 증가되는 것을 고려하여, 히터(70)에 의한 가열온도가 실린더(10) 중앙 부분에서 상대적으로 낮도록 함으로써, 실린더(10) 내부에서 전체적으로 균일한 온도 범위에서 폐고무의 탈황이 이루어질 수 있다.
압출스크류(20)는 실린더(10) 내부에서 실린더(10)의 길이방향을 따라 형성된 회전축(23, 24)을 중심으로 회전하도록 이루어진다. 압출스크류(20)에서는 회전축(23, 24)을 중심으로 나선형태의 압출회전날개(21, 22)가 형성되며, 압출회전날개(21, 22)가 회전하면서 분쇄된 폐고무를 가압하여 강한 전단력을 발생시키며 탈황이 이루어지도록 한다. 압출스크류(20)의 외경(압출회전날개의 단부까지의 외경)은 실린더(10)의 내경보다 작게 이루어져 압출스크류(20)와 실린더(10) 사이에 약간의 간격이 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통하여 압출스크류(20)와 실린더(10)의 불필요한 마찰을 방지하며 분쇄된 폐고무의 이동이 보다 원활히 이루어지게 된다.
이러한 압출스크류(20)는 단일의 스크류 형태로 이루어질 수 있는 것이나, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 압출스크류(20a)와 제2 압출스크류(20b)로 구분되어 이루어지는 것이 바람직하다. 제1 압출스크류(20a)와 제2 압출스크류(20b)는 서로 평행하게 이루어지며, 실린더(10) 전체 구간을 따라 길게 형성된다.
이때, 제1 압출스크류(20a)와 제2 압출스크류(20b)는, 각 회전축(23, 24)의 회전방향이 서로 반대이고 압출회전날개(21, 22)의 나선방향이 서로 반대로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 제1 압출스크류(20a)의 회전방향이 시계방향일 경우 제2 압출스크류(20b)의 회전방향은 반시계방향이고, 제1 압출스크류(20a)의 압출회전날개(21)와 제2 압출스크류(20b)의 압출회전날개(22)는 서로 대칭된 형태로 회전하게 된다. 그리고 제1 압출스크류(20a)의 압출회전날개(21)의 골에 제2 압출스크류(20b)의 압출회전날개(22)가 위치하는 형태, 즉 제1 압출스크류(20a)와 제2 압출스크류(20b)는 압출회전날개(21, 22)가 서로 맞물리는 형태로 위치하게 된다.
이에 따라 제1 압출스크류(20a)와 제2 압출스크류(20b) 사이에 위치하는 분쇄된 폐고무가 양 압출스크류(20)의 바깥쪽으로 용이하게 이동하는 등 실린더(10) 내부에서 혼련(混鍊)이 용이하게 이루어질 수 있게 된다. 이러한 제1 압출스크류(20a)와 제2 압출스크류(20b)의 작용으로 실린더(10) 내부에서 분쇄된 폐고무는 배출구(12) 쪽으로 가압됨에 있어서 전체적으로 고른 탈황이 이루어지게 되며 우수한 품질의 제품을 얻을 수 있게 된다.
그리고 본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)에서, 압출스크류(20)는, 후술할 진공스크류부(30)가 실린더(10)에 연결되는 지점(A, B)에서 폐고무의 이송 속도가 늦어지도록, 압출회전날개(21, 22)의 경사각이 작아지거나 간격이 넓어지는 형태로 이루어진다.
즉, 나선형태의 압출회전날개(21, 22)가, 압출스크류(20)의 전체 길이에서 일정한 간격 및 각도를 갖도록 이루어지는 것이 아니고, 진공스크류부(30)가 형성되는 지점(A, B)에서 간격이 넓어지거나 경사각이 작아지는 형태로 이루어진다. 이에 따라, 실린더(10) 내부에서 폐고무는 압출스크류(20)에 의하여 이송됨에 있어서, 진공스크류부(30)가 형성되는 지점(A, B)에서 압력이 낮아지고 이송속도가 늦춰지게 된다. 이러한 구조는, 탈황 과정에서 발생된 유증기 및 가스가 진공스크류부(30)가 형성되는 지점(A, B)에서 진공스크류부(30) 쪽으로 쉽게 배출될 수 있도록 하며, 결국 실린더(10) 전 구간에 걸쳐 균일한 온도 및 압력의 작용으로 전체적으로 우수한 탈황이 이루어질 수 있도록 돕는다.
아울러, 진공스크류부(30)가 실린더(10)에 연결되는 지점(A, B)에서 폐고무의 이송 속도가 늦어진다고 하여 압출스크류(20)에 의한 폐고무의 전체 처리 속도가 늦어지는 것은 아니고, 유증기 및 가스가 진공스크류부(30)가 형성되는 지점(A, B)에서 배출됨으로써 단위 시간당 투입구(11)로 유입되어 배출구(12)로 배출되는 폐고무량은 증가하게 되고, 이에 따라 처리 효율이 상승하게 된다.
한편, 압출스크류(20)에는, 배출구(12)쪽 단부에서 압출회전날개(21, 22)와 나선방향이 반대로 형성되는 역방향회전날개(25, 26)가 구비될 수 있다. 즉, 제1 압출스크류(20a) 및 제2 압출스크류(20b)의 각각의 단부에는 압출회전날개(21, 22)의 스크류 방향과 반대방향으로 형성된 역방향회전날개(25, 26)가 형성된다.
이러한 역방향회전날개(25, 26)는 압출스크류(20)의 단부에서, 압출회전날개(21, 22)에 의하여 회전하는 폐고무의 이동방향을 전환시켜, 폐고무가 실린더(10) 내부의 어느 일측에서 정체되는 것을 방지한다. 즉, 압출회전날개(21, 22)만 구비되는 경우 폐고무는 실린더(10) 내부에서 어느 일측방향으로 반복하여 회전하게 되면서 폐고무 중 일부, 특히 압출회전날개(21, 22)의 가장 안쪽과 바깥쪽에 위치하는 폐고무는 혼련되지 못하게 될 수 있는데, 본 발명에서는 역방향회전날개(25, 26)에 의하여 폐고무의 이동을 저지함으로써 실린더(10) 내부의 고른 영역에서 폐고무의 혼련(混鍊)이 이루어지도록 한다.
역방향회전날개(25, 26)의 형성부분의 길이가 너무 긴 경우에는 실린더(10) 내부에서 폐고무의 배출을 크게 방해할 수 있으므로, 역방향회전날개(25, 26)는 압출스크류(20)의 전체 길이의 1/5 이하로 이루어지는 것이 바람직하다.
진공스크류부(30)는 실린더(10) 외부에 설치되며, 탈황시 실린더(10) 내부에서 발생되는 가스 및 유증기가 실린더(10) 외부로 배출되도록 한다. 종래의 장치에서는, 탈황시 실린더(10) 내부에 가스층이 생겨서, 폐고무가 고른 온도와 압력을 받지 못하게 되고 또한 일부 탈황된 황성분과 가스가 폐고무와 재결합하는 등 탈황 후의 품질이 떨어지는 문제점이 발생하였는데, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해소하기 위하여 진공스크류부(30)가 구비되도록 하고 있으며, 구체적으로 진공스크류부(30)는, 진공파이프(31), 진공모터(32) 및 진공스크류(33)를 포함하여 이루어진다.
진공파이프(31)는 배관형태로 형성되어 실린더(10)에 결합되고, 가스 및 유증기가 배출되는 통로 역할을 한다. 진공파이프(31)는 다양한 방향에서 실린더(10)에 결합될 수 있는 것이나, 가스 및 유증기의 용이한 배출 및 폐고무 입자의 배출 저지를 위하여 실린더(10)에서 수직방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
진공모터(32)는 진공파이프(31) 단부, 특히 진공파이프(31) 상단에 결합된다. 진공모터(32)는 통상의 전기모터와 같이 이루어질 수 있으며, 진공모터(32)에 회전날개(미도시)가 결합되어 회전하도록 이루어질 수 있다. 진공모터(32)에 의해 회전날개가 회전하면서 진공파이프(31) 내부의 공기를 바깥쪽으로 배출시켜 진공파이프(31) 내부의 압력을 낮추며, 이러한 압력 차이에 의하여 실린더(10) 내부의 가스 및 유증기가 진공파이프(31) 쪽으로 이동하도록 한다.
진공스크류(33)는 진공파이프(31) 내부에 형성되며, 나선형태의 진공회전날개(33a)가 형성된다. 진공스크류(33)의 외경은 진공파이프(31)의 내경보다 작게 형성되어, 진공스크류(33)와 진공파이프(31) 간에 약간의 간격이 이루어질 수 있다.
그리고 진공스크류(33)의 회전방향은 가스 및 유증기가 배출되는 방향, 즉 진공파이프(31)의 상측 방향으로 내부의 물질을 압송하도록 이루어지는 것이 아니고, 진공파이프(31)의 하측 방향으로 내부의 물질을 압송하도록 이루어진다. 즉, 진공모터(32)에 의한 물질의 이동방향과 진공스크류(33)에 의한 물질의 이동방향이 반대로 작용하게 된다. 진공스크류(33)의 회전은, 상술한 진공모터(32)에 의하여 이루어질 수 있고 또는 별도의 구동수단에 의하여 이루어질 수 있다.
진공파이프(31) 상단에 형성된 진공모터(32)의 작동으로 인하여 진공파이프(31) 내부에 흡입력이 발생되면(압력이 떨어지면) 실린더(10) 내부에서 탈황과정에서 발생된 가스 및 유증기가 진공파이프(31)를 통하여 상측으로 배출되게 되는데, 이러한 과정에서 분쇄된 폐고무가 진공파이프(31) 쪽으로 빨려들어갈 수 있게 된다. 이때, 진공스크류(33)가 회전하면서 진공파이프(31)로 유입되는 폐고무를 아래쪽으로 밀어내며 폐고무가 진공파이프(31)를 통하여 위쪽으로 유입되는 것을 저지하며 가스 및 유증기 만이 진공파이프(31)로 배출되도록 한다.
본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)에서 진공스크류부(30)는 다수 개로 구비될 수 있으며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(10)의 길이방향을 따라 2개로 구비되어 설치될 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)에서는, 진공스크류부(30)가 실린더(10)에 결합되어 실린더(10) 내부의 유증기 및 가스를 제거하도록 함으로써 폐고무의 이송 속도를 늦추고 실린더(10) 내부에서 균일한 온도와 압력이 폐고무에 전달되도록 하여 미탈황 부분이 발생되는 것을 최소화하고 재가황되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 탈황시 발생하는 유증기 및 가스를 효과적으로 제거하여 화재의 위험 및 악취발생을 방지할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐고무 재생장치(1)를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)는 진공통(40), 진공물통(50) 및 버너(60)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
진공통(40)은 내부가 중공의 공간을 형성하도록 이루어지고, 진공스크류부(30)와 연결되어 가스 및 유증기가 유입되게 된다. 진공통(40) 내부에서 유증기는 포집되어 별도의 배관을 통하여 배출될 수 있다.
진공물통(50) 내부에는 물이 저장되는데, 특히 알칼리수가 저장될 수 있으며, 진공통(40)을 거친 가스 및 유증기가 유입되게 된다. 진공물통(50) 내부의 물로 분사되는 가스 및 유증기는 알칼리수에 의하여 중화 및 추출될 수 있으며, 진공물통(50)에서 처리되지 않은 가스는 버너(60)로 보내어져 연소되게 된다.
이처럼, 본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)는, 탈황시 발생하는 유증기와 황화수소 등의 가스를 알칼리수로 중화 및 추출되도록 하고, 진공물통(50)에서 처리되지 않은 가스는 버너(60)를 이용하여 완전연소 후에 대기로 배출되도록 하여 환경오염을 방지할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)를 사용하여 폐고무를 탈황처리한 결과에 대하여 설명하도록 한다.
실시예 1
우선, 폐고무의 재료로서 웨더 스트립(weather strip)용 EPDM 고무 20wt%의 스크랩을 5 ~ 7 mm로 분쇄 후 폐고무 재생장치(1)를 사용하여 탈황하였으며, 일체의 가소제(可塑劑) 또는 오일, 왁스 성분을 투입하지 않았다.
실린더(10) 내부로 폐고무의 투입은 5000g/min의 속도로 투입하였고, 압출스크류(20)의 회전속도는 40rpm으로 설정하였다.
히터(70)는 투입구(11)로부터 첫번째 히터(71)에서의 가열온도는 320℃, 두번째 히터(72)에서의 가열온도는 300℃, 세번째 히터(73)에서의 가열온도는 275℃, 네번째 히터(74)에서의 가열온도는 275℃, 다섯번째 히터(75)에서의 가열온도는 320℃도가 되도록 설정하였다.
아래의 표 1은 본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)를 사용하여 처리한 재생 EPDM고무의 배합표 및 정품(재생 이전의 제품) EPDM고무의 배합표를 비교하여 나타낸 것이고, 표 2는 이러한 재생 EPDM고무와 정품 EPDM고무의 물성치를 비교하여 나타낸 것이다. 표 2에서의 물성치는, 재생 EPDM고무와 정품 EPDM고무의 상대적인 값으로 표현하였다.
재생 EPDM 고무 정품 EPDM 고무
1kg 1kg
아연화 15g -
스테아린산 5g -
촉진제 BZ 5g 5g
촉진제 DM 6g 6g
촉진제 TRA 2.3g 2.3g
촉진제 TT 3.5g 3.5g
유황 4g 4g
시험항목 재생 EPDM 고무 정품 EPDM 고무
경도 72 70
인장강도 94 106
신장율 240 340
비중 1.241 1.239
표 2에서 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따라 생산되는 재생 EPDM 고무는 정품과 비교할 때 양호한 물성치를 나타내고 있어 단독으로 사용가능하며, 정품 고무에 첨가하여 사용할 경우에는 매우 우수한 제품을 얻을 수 있게 된다.
실시예 2
다음으로, 폐고무의 재료로서 일반 사출물용 EPDM 고무 40wt%의 스크랩을 사용하여 실시예 1과 동일한 조건으로 처리하였으며, 아래의 표 3은 실시예 2에서의 재생 EPDM고무의 배합표 및 정품(재생 이전의 제품) EPDM고무의 배합표를 비교하여 나타낸 것이고, 표 4는 이러한 재생 EPDM고무와 정품 EPDM고무의 물성치를 비교하여 나타낸 것이다. 표 4에서의 물성치는, 재생 EPDM고무와 정품 EPDM고무의 상대적인 값으로 표현하였다.
재생 EPDM 고무 정품 EPDM 고무
1kg 1kg
아연화 15g -
스테아린산 5g -
촉진제 BZ 5g 5g
촉진제 DM 6g 6g
촉진제 TRA 2.3g 2.3g
촉진제 TT 3.5g 3.5g
유황 4g 4g
시험항목 재생 EPDM 고무 정품 EPDM 고무
경도 56 55
인장강도 85 118
신장율 320 452
비중 1.19 1.187
실시예 1 및 실시예 2에서 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 폐고무 재생장치(1)를 사용하여 탈황된 제품은 정품의 70 ~ 90% 정도의 물성을 나타내고 있으며, 기존의 탈황법에 의한 탈황제품에 비하여 매우 우수함을 알 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 폐고무 재생장치 10 : 실린더
11 : 투입구 12 : 배출구
20 : 압출스크류 20a : 제1 압출스크류
20b : 제2 압출스크류 21, 22 : 압출회전날개
23, 24 : 회전축 25, 26 : 역방향회전날개
30 : 진공스크류부 31 : 진공파이프
32 : 진공모터 33 : 진공스크류
33a : 진공회전날개 40 : 진공통
50 : 진공물통 60 : 버너
70 : 히터

Claims (9)

  1. 폐고무를 분쇄 후 탈황 처리하는 폐고무 재생장치에 있어서,
    일측에 분쇄된 폐고무가 유입된 후 배출되도록 투입구 및 배출구가 형성되고 내부에서 상기 폐고무의 탈황이 이루어지는 실린더;
    상기 실린더 내부에서 상기 실린더의 길이방향을 따라 형성된 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 폐고무를 상기 배출구로 이송시키도록 나선형태의 압출회전날개가 형성된 압출스크류; 및
    상기 실린더 외부에 설치되어, 탈황시 상기 실린더 내부에서 발생되는 가스 및 유증기를 배출시키는 진공스크류부를 포함하고,
    상기 압출스크류는,
    상기 진공스크류부가 상기 실린더에 연결되는 지점에서 상기 폐고무의 이송속도가 늦어지도록, 상기 압출회전날개의 경사각이 작아지거나 간격이 넓어지는 것을 특징으로 하는 폐고무 재생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압출스크류는 서로 평행한 제1 압출스크류 및 제2 압출스크류로 구분되고,
    상기 제1 압출스크류와 제2 압출스크류는, 회전축의 회전방향이 서로 반대이고 상기 압출회전날개의 나선방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 폐고무 재생장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진공스크류부는,
    상기 실린더에 연결되어 가스 및 유증기가 배출되는 통로를 형성하는 진공파이프;
    상기 진공파이프 단부에 결합되는 진공모터; 및
    상기 진공파이프 내부에 형성되어 가스 및 유증기가 배출되는 방향의 반대방향으로 가압하도록 나선형태의 진공회전날개가 형성되는 진공스크류를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐고무 재생장치.
  5. 제1항 내지 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공스크류부는 다수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 폐고무 재생장치.
  6. 제1항 내지 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공스크류부를 거친 가스 및 유증기가 유입되고 내부에 물이 저장된 진공물통; 및
    상기 진공물통을 거친 가스가 연소되는 버너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무 재생장치.
  7. 제1항 내지 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더의 길이방향을 따라 설치되어 상기 실린더 내부를 가열하는 히터를 포함하고,
    상기 히터는 다수 개로 구분되어 서로 다른 온도 범위에서 가열되며 상기 투입구에서 배출구를 향할수록 온도가 감소하다가 증가하는 것을 특징으로 하는 폐고무 재생장치.
  8. 제1항 내지 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압출스크류에는,
    혼련(混練)이 향상되도록 상기 배출구쪽 단부에서 상기 압출회전날개의 나선방향이 반대로 형성되는 역방향회전날개가 구비되는 것을 특징으로 하는 폐고무 재생장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 역방향회전날개는 상기 압출스크류의 전체 길이의 1/5 이하의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 폐고무 재생장치.
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