KR101486510B1

KR101486510B1 - 정전식 코팅재 분리장치 및 방법

Info

Publication number: KR101486510B1
Application number: KR20140165323A
Authority: KR
Inventors: 김연호
Original assignee: 주식회사 인피니씨
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2015-02-04

Abstract

본 발명은 고분자 화합물 수지에 코팅된 금속 코팅재를 건식으로 수지와 코팅재로 분리하도록 하여 처리 비용과 환경 오염을 크게 줄일 수 있도록 한 정전식 코팅재 분리장치 및 방법에 관한 것으로, 코팅재가 포함된 폐수지를 1차 분쇄한 후 이를 냉각하여 수지를 경화시킨 후 분쇄된 수지로부터 코팅재를 미세한 크기로 박리시키고, 박리된 미세 코팅재를 정전방식으로 포집하여 수지와 각각 분리 배출하도록 함으로써, 신속하면서도 저렴하게 금속 코팅재와 수지를 분리할 수 있는 효과가 있다. 또한, 화학약품 사용을 배제하여 별도의 후처리 공정이 필요하지 않아 비용을 줄일 수 있으며 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있고, 고온 공정의 필요성 역시 배제하여 공정 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

정전식 코팅재 분리장치 및 방법{Electrostatic coating material separating apparatus and method thereof}

본 발명은 정전식 코팅재 분리장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 고분자 화합물 수지에 코팅된 금속재를 건식 방식으로 분리하여 재활용 비용과 환경 오염을 크게 줄일 수 있도록 한 정전식 코팅재 분리장치 및 방법에 관한 것이다.

플라스틱으로 통칭되는 고분자 화합물 수지의 사용이 보편화되고 있으며, 이러한 수지의 내구성을 높이고 외관을 미려하게 하기 위해서 그 표면에 다양한 종류의 금속을 코팅하고 있다. 이러한 금속 코팅은 다양한 방식으로 수지 표면에 도막을 형성하게 되는데, 이러한 도막을 통상 금속 코팅재라 하며 주로 니켈이나 크롬을 이용한다.

이러한 도막이 형성된 수지의 경우 마치 금속과 같은 느낌과 효과를 제공하면서도 그 성형이 자유롭고 비용이 낮으며 무게가 가볍기 때문에 자동차, 산업용 제품, 가전제품 등에 다양하게 사용되고 있다.

하지만, 금속 코팅재가 포함된 수지의 경우 재활용이 어렵고, 금속 코팅재로 주로 사용되는 니켈이나 크롬의 경우 비교적 고가이므로 회수가 요구되고 있는 상황이다.

따라서, 폐수지로부터 금속 코팅재를 회수하고자 하는 여러 시도가 있었는데, 가장 대표적인 방법은 화학적 방식으로 금속 코팅제를 박리할 수 있는 유기용제를 사용하여 수지에서 금속 코팅제를 분리하는 방식이다. 이러한 금속 박리용 유기용제는 염화 메틸렌, 클로로포름, 사염화탄소, 클로로펜타 플루오로프로판 등이 있으나 오존층 파괴의 위험이 있고 인체에 유해하기 때문에 작업 환경이 열악하며 폐용액처리에 높은 비용이 발생하게 된다. 이를 개선하기 위해 조금 더 안전한 화학적 방법들이 등장하기는 하였지만 이러한 방법들은 용제를 높은 온도로 가열해야 하므로 공정이 불안정하고 용제를 회수하여 재처리하는 후처리 공정에 많은 비용이 발생하기 때문에 공정 비용이 과도해지는 문제가 있다.

이러한 습식 방식의 문제점에 의해서 화학 용제를 사용하지 않는 건식 방식에 대한 요구가 있었으나, 현재까지는 수지에서 코팅재를 물리적으로 벗겨내기 위해 연삭재를 압축공기로 분사하는 블라스트 방식을 이용하고 있다. 하지만, 이러한 블라스트 방식의 경우 처리 시간이 많이 소요되고, 코팅 제거 효율이 낮으며, 연삭재에 의해 코팅재의 회수가 용이하지 않은 문제가 있다. 이러한 연삭재를 사용하는 대신 칼날이 촘촘하게 배치된 실린더에 폐수지를 넣은 후 실린더를 회전시켜 폐수지에서 코팅재를 미세하게 잘라내는 방법도 있으나 잘라낸 코팅재에 수지가 상당 부분 포함되므로 코팅재의 재활용에는 적합하지 않은 문제가 있다.

그 외에 수지 재품을 녹인 후 매쉬망으로 걸러내어 금속 코팅재를 회수하는 방식이 있으나 이 역시 매쉬망이 코팅재에 의해 막히는 현상이 자주 발생하므로 생산성이 극히 낮은 문제가 있다.

한국 공개특허 제10-2003-0050373 [폐 범퍼의 재활용 처리방법 및 장치] 한국 공개특허 제10-2014-0122098 [이물질이 포함된 폐플라스틱 연속 박리 장치 및 방법]

전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시예들의 목적은 코팅재가 포함된 폐수지를 1차 분쇄하고 이를 냉각하여 수지를 경화시킨 후 분쇄된 수지로부터 코팅재를 미세한 크기로 박리시키고, 박리된 미세 코팅재를 정전방식으로 포집하여 수지와 각각 분리 배출하도록 함으로써, 환경오염을 최소화하면서 별도의 후처리 공정을 생략하도록 하여 낮은 비용으로 코팅재와 수지를 각각 활용할 수 있도록 한 정전식 코팅재 분리장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 금속 코팅재의 분리 효율을 높이며, 고가의 니켈이나 크롬과 같은 고가의 금속을 낮은 비용으로 신속하게 분리하여 재활용할 수 있도록 한 정전식 코팅재 분리장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리장치는 금속이 코팅된 폐수지로부터 금속과 수지를 분리 배출하는 정정식 코팅재 분리장치로서, 금속이 코팅된 폐수지가 1차 분쇄된 분쇄편을 수용하는 수용 드럼과, 수용 드럼에 수용되는 분쇄편을 냉각하는 냉각부와, 냉각된 분쇄편에서 금속 코팅재를 미세하게 물리적으로 분리시키는 박리부와, 정전효과를 선택적으로 제공하여 박리된 금속 코팅재를 선별적으로 포집하고 포집된 금속 코팅재를 배출하는 정전 포집부와, 정전 포집부에 의해 포집된 금속 코팅재와 코팅재가 분리된 수지를 수용 드럼에서 분리 배출하는 배출부를 포함한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 박리부는 수용 드럼을 회전시키는 모터와, 수용 드럼의 회전에 의해 회전되는 복수의 금속 솔모를 포함하며, 이러한 회전하는 금속 솔모에 의해 분쇄편에서 금속 코팅재가 미세하게 박리될 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에서 정전 포집부는 일정한 크기 이하로 미세하게 박리된 금속 코팅재만을 선별하는 필터부와, 정전효과를 선택적으로 제공하여 필터부를 통과한 미세 금속 코팅재를 박리된 금속 코팅재를 선별적으로 포집하고 포집된 금속 코팅재를 배출하는 정전부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 1 실시예에서 배출부는 필터부 내에 포집된 금속 코팅재를 정전효과 제거 시 수용 드럼에서 외부로 배출하는 금속 코팅재 배출부와, 필터부 외부에 위치하는 수지 분쇄편을 수용 드럼에서 외부로 배출하는 수지 배출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 박리부는 냉각된 분쇄편을 기 설정된 크기 이하의 분말로 2차 분쇄하여 금속 코팅재 분말과 수지 분말을 생성하는 분말 분쇄부와, 금속 코팅재 분말과 수지 분말이 서로 다른 특성으로 대전되도록 하는 대전부를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에서 정전 포집부는 대전된 분말들을 수용하는 분말 수용부와, 분말 수용부에 진동을 제공하는 진동부와, 진동이 가해진 분말 수용부에서 금속 코팅재 분말의 대전 특성에 대응하여 금속 코팅재 분말만 선별 포집하는 정전부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 실시예에서 배출부는 정전부에 포집된 금속 코팅재 분말을 분리 배출하는 스위퍼와 분말 수용부에 잔류하는 수지 분말을 각각 수용 드럼 외부로 분리 배출하는 수지 배출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리방법은 금속이 코팅된 폐수지가 1차 분쇄된 분쇄편을 수용 드럼에 수용하는 분쇄편 준비 단계와, 수용 드럼에 수용되는 분쇄편을 냉각하는 냉각단계와, 박리부를 통해서 냉각된 분쇄편에서 금속 코팅재를 미세하게 물리적으로 분리시키는 박리단계와, 박리단계를 통해 박리된 금속 코팅재를 정전효과를 선택적으로 제공하여 박리된 금속 코팅재를 선별적으로 포집하는 정전 포집부를 통해 포집하는 포집단계와, 포집단계에서 포집된 금속 코팅재와 코팅재가 분리된 수지를 상기 수용 드럼에서 분리 배출하는 분리 배출단계를 포함한다.

일례로서, 박리단계는 복수의 금속 솔모가 구성된 수용 드럼을 회전시켜, 금속 솔모에 의해 분쇄편에서 금속 코팅재가 미세하게 박리되도록 하는 단계를 포함하고, 포집단계는 일정한 크기 이하로 미세하게 박리된 금속 코팅재만을 필터부를 통해 선별하여 정전부에 포집하는 단계를 포함하며, 분리 배출단계는 필터부 내에 포집된 금속 코팅재를 정전부의 정전효과 제거를 통해 드럼에서 외부로 배출하고, 필터부 외부에 위치하는 수지 분쇄편을 수용 드럼에서 외부로 배출하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 예로서, 박리단계는 분말 분쇄부를 통해 냉각된 분쇄편을 기 설정된 크기 이하의 분말로 2차 분쇄하여 금속 코팅재 분말과 수지 분말을 생성하고, 대전부를 통해 금속 코팅재 분말과 수지 분말이 서로 다른 특성으로 대전되도록 하는 단계를 포함하며, 포집단계는 대전된 분말을 분말 수용부에 수용한 후 진동부를 통해 진동을 제공하면서 금속 코팅재 분말의 대전 특성에 대응하여 금속 코팅재 분말만 선별 포집하는 정전 부를 통해 금속 코팅재 분발을 포집하는 단계를 포함하고, 분리 배출단계는 정전부에 포집된 금속 코팅재 분말을 스위퍼로 분리 배출하고 분말 수용부에 잔류하는 수지 분말을 배출부를 통해 수용 드럼 외부로 분리 배출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리장치 및 방법은 코팅재가 포함된 폐수지를 1차 분쇄하고 이를 냉각하여 수지를 경화시킨 후 분쇄된 수지로부터 코팅재를 미세한 크기로 박리시키고, 박리된 미세 코팅재를 정전방식으로 포집하여 수지와 각각 분리 배출하도록 함으로써, 신속하면서도 저렴하게 금속 코팅재와 수지를 분리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리장치 및 방법은 화학약품 사용을 배제하여 별도의 후처리 공정이 필요하지 않도록 함으로써 비용을 줄이고 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있고, 고온 공정의 필요성 역시 배제함으로써 공정 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리 방법의 공정 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공정 순서 중 분리 단계의 제 1 실시예를 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리 장치의 구성을 보인 구성도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리 장치의 동작 과정을 보인 개념도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공정 순서 중 분리 단계의 제 2 실시예를 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리 장치의 구성을 보인 구성도.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리 장치의 동작 과정을 보인 개념도.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리 방법의 공정 순서도로서, 도시된 바와 같이 화학약품이나 유기 용제를 전혀 사용하지 않는 건식 방법으로 구성되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 화학약품이나 유기 용제의 이용 시 필수적인 후처리 공정이 전혀 필요하지 않아 환경 오염을 방지할 수 있다. 또한, 일괄 처리 방식을 이용하기 때문에 처리 시간이 짧으며 한번에 금속 코팅재와 수지를 분리 배출하여 각각을 활용할 수 있다.

도시된 바와 같이, 먼저 금속이 코팅된 폐수지를 1차 분쇄한 분쇄편(예컨대, 수 m ~ 수 Cm 정도의 입도)을 준비한다(S10).

이제 폐수지 분쇄편을 이산화탄소 기체 등과 같은 냉각 수단을 이용하여 냉각한다(S20). 이렇게 폐수지를 냉각해야만 이후 박리 단계에서 물리적인 마찰이 발생할때 폐수지가 녹는 것을 방지하여 금속 코팅재를 효과적으로 박리할 수 있게 된다.

이렇게 폐수지를 냉각한 후 수지에서 금속 코팅재를 물리적으로 박리한다(S30). 이러한 박리 방식은 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예를 통해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.

다만, 이렇게 박리단계(S30)를 통해서 금속 코팅재를 박리한 결과물은 미세한 분말 형태(예컨대, 입도 1000㎛ 이하)가 되도록 물리적으로 박리하는데, 이러한 과정에서 분말 형태의 금속 코팅재가 소정의 전하를 띄도록 대전할 수 있다. 즉, 금속 코팅재 분말 입자가 -나 +의 전하로 대전되도록 하는데, 금속과 수지의 경우 대전 특성이 다르기 때문에 금속 분말이 수지와 구분될 수 있을 정도로 달리 대전되도록 함으로써, 이후 포집 단계에서 해당 금속 코팅재 분말만 선택적으로 포집되도록 하여 분리할 수 있게 된다. 이렇게 입자의 전하 균형을 정전기 유도 방식으로 불균형하게 만들어 - 나 +로 대전하는 방식이나 이를 통해서 정전기력으로 미세 입자를 포집하는 방식은 집진기에서 일반적으로 사용되고 있는 방식이므로 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 대전 특성이 다른 금속과 수지를 대상으로 하여 정전기 유도가 용이하게 발생되는 금속만 선별적으로 구분 대전되도록 함으로써 이들을 분리하는 방식을 이용하며 이러한 대전 전력과 대전 전하의 종류는 적용되는 수지의 종류나 분리할 금속의 종류에 따라 조정될 수 있다.

이후, 박리된 후 대전된 금속 코팅재 분말을 정전 포집하여 수지와 분리하는 단계(S40)를 거쳐 이렇게 분리된 금속 코팅재 분말과 수지를 분리배출하는 단계(S50)를 통해서 금속 코팅재와 수지를 분리하여 수집할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리 방법에서 냉각된 폐수지 분쇄편에서 금속 코팅재를 박리하는 방식과 이를 분리 수집하는 방식은 크게 두 가지 실시예를 통해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.

실시예 1

도 2는 앞서 도 1을 통해 설명한 코팅재 분리 공정의 한 예로서, 금속 코팅재를 폐수지에서 미세한 분말로 박리(S31)하고, 이렇게 박리된 금속 코팅재 분말을 필터를 통해 필터링(S32)하여 정전 포집하는 방식이다.

이러한 실시예 1에 따른 코팅재 분리 장치는 도 3과 같이 구성될 수 있다. 도시된 구성은 실시예 1에 따른 코팅재 분리를 설명하기 위한 구체적 구성으로서, 유사한 기능을 수행하기 위해서 그 기술적 동작 원리가 동일한 조건에서 다양하게 변형될 수 있다.

먼저, 금속이 코팅된 폐수지를 1차 분쇄한 분쇄편(10)을 준비하는데, 해당 분쇄편(10)은 금속 코팅재(12)가 일부 존재하는 수지(11)로 이루어질 수 있다. 여기서 금속 코팅재(12)는 니켈이나 크롬일 수 있고, 수지(11)는 ABS 수지일 수 있다.

도시된 바와 같이 정전식 코팅재 분리수집 장치(100)는 금속이 코팅된 폐수지가 1차 분쇄된 분쇄편(10)을 수용하는 수용 드럼(110)과, 수용 드럼(110)에 수용되는 분쇄편(10)을 냉각하는 냉각부(210)와, 수용 드럼(110)을 회전시키는 모터(220) 및 회전 제공부(221)와 수용 드럼(110)의 회전에 따라 냉각된 분쇄편에서 금속 코팅재를 미세하게 물리적으로 분리시키는 금속 솔모(120)를 포함하는 박리부와, 정전 제어부(230)의 제어에 따라 정전효과를 선택적으로 제공하여 박리된 금속 코팅재를 선별적으로 포집하고 포집된 금속 코팅재를 배출하는 정전부(140)와 일정한 크기 이하로 미세하게 박리된 금속 코팅재만을 선별하는 필터부(130)를 포함하는 정전 포집부와, 필터부(130) 내에 포집된 금속 코팅재를 정전효과 제거 시 수용 드럼에서 외부로 배출하는 금속 코팅재 배출부(160)와, 필터부(130) 외부에 위치하는 수지 분쇄편을 수용 드럼(110)에서 외부로 배출하는 수지 배출부(150)를 포함한다.

이렇게 배출되는 금속 코팅재와 수지는 각각 수지 배출통(151)과 금속 코팅재 배출통(161)에 수집된다.

여기서, 구체적으로 도시되지는 않았으나, 상기 필터부(130)는 이에 근접한 미세 금속 코팅재를 정전부(140)에서 포집될 수 있도록 대전시킬 수 있는 구성이 더 부가될 수 있다(예컨대, 대전 제어부가 연결된 금속 원통으로서 미세 홀이 형성된 구성을 이용할 수 있다).

결국, 도시된 정전식 코팅재 분리수집 장치(100)의 구성은 금속 코팅재(12)가 형성된 수지(11)로 이루어진 분쇄편(10)을 수용 드럼(110)에 투입한 후 이를 냉각시켜 물리적인 박리 과정에서의 마찰력에 의해 수지(11)가 녹는 것을 방지하고, 수용 드럼(110)을 회전시켜 금속 솔모(120)가 수지(11)에서 금속 코팅재(12)를 미세하게 박리시키도록 하며, 이렇게 박리된 금속 코팅재(12) 분말이 필터부(130)를 통해 정전부(140)에 포집되도록 하는 반면, 금속 코팅재(12)가 박리된 수지(11)는 그 크기에 의해 필터부(130)의 미세홈을 통과하지 못하여 필터부(130) 외부에 잔류하게 된다. 따라서, 이러한 박리 과정 이후 정전부(140)에 포집된 금속 코팅재(12) 분말은 정전 제어부(230)의 정전 전력 차단에 의해 금속 코팅재 배출부(160)로 배출되고, 필터를 통과하지 못하여 수용 드럼(110)에 잔류하는 수지(11)는 수지 배출부(150)를 통해 수용 드럼(110) 외부로 분리 배출된다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리 장치의 동작 과정을 보인 개념도이다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 금속 코팅재가 잔류하는 폐수지가 1차 분쇄된 분쇄편(10)을 수용 드럼(110)에 투입한 후 냉각부(210)를 통해 냉각 가스(예컨대 이산화탄소 기체 등)를 공급하여 분쇄편(10)을 냉각시킨다. 이러한 냉각은 별도로 실시될 수도 있으며, 투입과 더불어 급속 냉각시키는 방식이 사용될 수도 있다.

이후 도 5에 도시된 바와 같이 모터(220)의 동작에 의해 회전 제공부(221)를 통해 수용 드럼(110)이 회전하고, 이러한 회전에 따라 복수로 형성된 금속 솔모(120)가 냉각된 분쇄편에서 금속 코팅재(11)를 미세하게 물리적으로 분리시키며, 정전 제어부(230)의 제어에 따라 정전효과를 제공하는 정전부(140)가 필터부(130)를 통과하는 박리된 금속 코팅재를 선별적으로 포집하고, 금속 코팅재(12)가 박리된 수지(11)는 필터부(130) 외부의 수용 드럼(110)에 잔류한다. 필요한 경우 정전 포집 효과를 높이기 위해서 필터부(130)에 대전 전압을 제공하여 금속 코팅재(12) 분말을 대전시킬 수 있다. 예컨데, 금속 코팅재(12) 분말을 -로 대전시키고 + 전극인 정전부(140)가 -로 대전된 금속 코팅재(12) 분말을 포집할 수 있다.

이러한 과정이 충분히 진행된 후 도 6에 도시된 바와 같이 모터(220)의 동작을 중단하고, 정전 제어부(230)가 정전부(140)에 제공하던 전력을 차단하면서 금속 코팅재 배출부(160)를 오픈하면 금속 코팅재 배출통(161)에 금속 코팅재(12) 분말이 수집되고, 수용 드럼(110)에 잔류하는 수지(11)는 수지 배출부(150)를 오픈하여 수지 배출통(151)으로 수집한다. 필요한 경우 이러한 수지 배출 효과를 위해 수용 드럼(110)의 하부에 경사를 만들어 둘 수 있다.

실시예 2

도 7은 앞서 도 1을 통해 설명한 코팅재 분리 공정의 다른 예로서, 1차 분쇄된 수지 분쇄편을 분말로 2차 분쇄하는 분말화 단계(S35)를 수행하고, 이렇게 미세한 분말로 균일하게 분말화된 금속 코팅재와 수지의 분말(13)에 대해서 금속 코팅재를 선별 대전시키는 대전 단계(S36)를 수행하여 균일한 분말로 혼합된 금속 코팅재와 수지 중에서 금속 코팅재 분말을 선별 포집할 수 있도록 한다.

이러한 실시예 2에 따른 코팅재 분리 장치는 도 8과 같이 구성될 수 있다. 도시된 구성은 실시예 2에 따른 코팅재 분리를 설명하기 위한 구체적 구성으로서, 유사한 기능을 수행하기 위해서 그 기술적 동작 원리가 동일한 조건에서 다양하게 변형될 수 있다.

먼저, 금속이 코팅된 폐수지를 1차 분쇄한 분쇄편(10)을 준비하는데, 해당 분쇄편(10)은 금속 코팅재가 일부 존재하는 수지의 형태를 가질 수 있다.

도시된 바와 같이 정전식 코팅재 분리수집 장치(300)는 금속이 코팅된 폐수지가 1차 분쇄된 분쇄편(10)을 수용하는 수용 드럼(310)과, 수용 드럼(310)에 수용되는 분쇄편(10)을 냉각영역 개폐부(320)에 의해 정의되는 냉각 영역(325)에서 냉각시키는 냉각부(410)와, 냉각 영역(325)에서 냉각된 분쇄편(10)을 냉각영역 개폐부(320)의 개방에 의해 냉각 영역 개폐부(320)와 분쇄영역 개폐부(330)로 정의되는 분말 분쇄 영역(335)에 수집한 후 냉각된 분쇄편(10)을 기 설정된 크기 이하(예컨대, 1000㎛ 이하)의 분말로 2차 분쇄하여 금속 코팅재 분말(15)과 수지 분말(14)이 섞여 있는 분말(13)을 생성하는 분말 분쇄부(350)와, 대전 제어부(430)에 의해 금속 코팅재 분말과 수지 분말이 서로 다른 특성으로 대전되도록 하는 대전부(340)를 포함한다. 이렇게 금속 코팅재 분말(15)이 특정한 극성으로 대전된 분말(13)이 분쇄영역 개폐부(330)의 개방에 의해 수용되는 분말 수용부(360)와, 정전 제어부(440)에 의해 정전효과를 선택적으로 제공하여 금속 코팅재 분말(15)을 선별적으로 포집하는 정전부(380)와, 정전부(380)에 포집된 금속 코팅재 분말(150)을 금속 분말 배출부(370)로 배출하는 스위퍼(381)를 포함한다. 여기서, 정전부(380)의 금속 코팅재 분말(150) 포집에 의해 분말 수용부(360)에 잔류하는 수지 분말(14)은 분말 수용부(360)의 하단 개폐부의 개방에 의해 수지 배출부(390)로 배출된다.

이렇게 배출되는 금속 코팅재 분말(15)과 수지 분말(14)은 각각 금속 코팅재 배출통(371)과 수지 배출통(191)에 수집된다.

결국, 도시된 구성은 금속 코팅재가 형성된 수지로 이루어진 분쇄편(10)을 수용 드럼(310)에 투입한 후 이를 냉각시켜 물리적인 분말화 과정에서의 마찰력에 의해 수지(11)가 녹는 것을 방지하고, 분쇄편(10)을 분말 분쇄부(350)를 통해 미세한 분말(13)로 2차 분쇄한 후 금속과 수지가 혼합된 분말(13)에서 금속 코팅재 분말(15)만 원하는 극성으로 대전시키고 혼합된 분말(13)에서 금속 코팅재 분말(15) 만 정전기력으로 선택 포집한 후 이를 스위퍼(381)로 쓸어내어 분리 배출하고, 잔류하는 수지 분말(14)를 분리 배출한다. 이러한 선택적 정전 포집의 효과를 높이기 위해서 진동부(420)가 분말 수용부(360)에 진동을 제공하여 금속 코팅재 분말(15)이 정전부(380)에 포집되는 효율을 높일 수 있다.

도 9 내지 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전식 코팅재 분리 장치의 동작 과정을 보인 개념도로서,

먼저, 도 9에 도시된 바와 같이 금속 코팅재가 잔류하는 폐수지가 1차 분쇄된 분쇄편(10)을 수용 드럼(310)의 냉각영역 개폐부(320)에 의해 정의되는 냉각 영역(325)에 투입한 후 냉각부(410)를 통해 냉각 가스(예컨대 이산화탄소 기체 등)를 공급하여 분쇄편(10)을 냉각시킨다. 이러한 냉각은 별도로 실시될 수도 있으며, 이 경우 냉각 영역(325)는 수용 드럼(310)과 분리 구성될 수도 있다.

이후 도 10에 도시된 바와 같이 냉각 영역(325)에서 냉각된 분쇄편(10)을 냉각영역 개폐부(320)의 개방에 의해 냉각 영역 개폐부(320)와 분쇄영역 개폐부(330)로 정의되는 분말 분쇄 영역(335)에 수집한 후 분말 분쇄부(350)를 회전시켜 냉각된 분쇄편(10)을 기 설정된 크기 이하(예컨대, 1000㎛ 이하)의 분말로 2차 분쇄하여 금속 코팅재 분말(15)과 수지 분말(14)이 섞여 있는 분말(13)을 생성한다. 이러한 분말 분쇄부(350)는 분쇄를 위한 요철이나 칼날이 형성된 복수의 분쇄 실린더로 구성될 수 있다. 이렇게 분쇄 과정을 수행하면서, 혹은 분쇄 과정을 수행한 후 대전 제어부(430)가 제공하는 전력에 의해 대전부(340)가 금속 코팅재 분말과 수지 분말을 서로 다른 특성(혹은 금속 코팅재 분말만 특정 극성)으로 대전한다. 예컨데, 금속 코팅재 분말(15)을 -로 대전시키는 것으로 이후 + 전극인 정전부(380)가 -로 대전된 금속 코팅재 분말(15)을 포집할 수 있도록 할 수 있다.

그 다음, 도 11에 도시된 바와 같이 특정 극성으로 대전된 금속 코팅재 분말(15)이 포함된 분말(13)이 분쇄영역 개폐부(330)의 개방에 의해 분말 수용부(360)에 수용되며, 정전 제어부(440)에 의해 정전효과를 제공하여 정전부(380)가 금속 코팅재 분말(15)을 선별적으로 포집한다. 이 경우, 효과적인 금속 코팅재 분말(15)의 포집을 위해 진동부(420)가 부분말 수용부(360)에 진동을 제공할 수 있다. 이러한 진동 주파수는 하중이 다른 금속 코팅재 분말(15)과 수지 분말(14)이 분리되는 주파수로 설정될 수 있다.

이렇게 정전부(380)에 포집되는 금속 코팅재 분말(15)은 스위퍼(381)가 스위핑하여 금속 분말 배출부(370)를 통해서 금속 코팅재 배출통(371)에 배출할 수 있다.

한편, 이러한 과정을 수행하여 분말 수용부(360)에 수용된 분말 중 금속 코팅재 분말(15)이 정전부(380)에 포집되어 분리 배출되었다면, 도 12와 같이 분말 수용부(360)에 잔류하는 수지 분말(14)은 분말 수용부(360)의 하단 개폐부의 개방에 의해 수지 배출부(390)로 배출되어 수지 배출통(391)에 수집될 수 있다.

물론, 경우에 따라서는 대전 특성을 달리 하여 정전부(380)가 수지 분말(14)을 포집하고 금속 코팅재 분말(15)은 분말 수용부(360)에서 배출되는 방식일 수도 있다.

앞서 살펴본 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2의 경우 별도의 화학적 처리나 수용액을 사용하지 않는 순수한 건식 방식으로 폐수지에 존재하는 금속 코팅재와 수지를 효과적으로 분리할 수 있어 처리 시간과 비용을 크게 줄일 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

10: 폐수지 분쇄편 11: 수지
12: 금속 코팅재 13: 분말
14: 수지 분말 15: 금속 코팅재 분말
100: 정전식 코팅재 분리 장치 110: 수용 드럼
120: 금속 솔모 130: 필터부
140: 정전부 150: 수지 분쇄편 배출부
151: 수지 배출통 160: 금속 코팅재 배출부
161: 금속 코팅재 배출통 210: 냉각부
220: 모터 221: 회전제공부
230: 정전제어부 300: 정전식 코팅재 분리 장치
310: 수용 드럼 320: 냉각영역 개폐부
325: 냉각영역 330: 분말 분쇄영역 개폐부
335: 분말 분쇄영역 340: 대전부
350: 분말 분쇄부 360: 분말 수용부
370: 금속 분말 배출부 371: 금속 코팅재 배출통
380: 정전부 381: 스위퍼
390: 수지 배출부 391: 수지 배출통
410: 냉각부 420: 진동부
430: 대전 제어부 440: 정전 제어부

Claims

금속이 코팅된 폐수지로부터 금속과 수지를 분리 배출하는 정전식 코팅재 분리장치로서,
금속이 코팅된 폐수지가 1차 분쇄된 분쇄편을 수용하는 수용 드럼과;
상기 수용 드럼에 수용되는 분쇄편을 냉각하는 냉각부와;
냉각된 분쇄편에서 금속 코팅재를 미세하게 물리적으로 분리시키는 박리부와;
정전효과를 선택적으로 제공하여 박리된 금속 코팅재를 선별적으로 포집하고 포집된 금속 코팅재를 배출하는 정전 포집부와;
상기 정전 포집부에 의해 포집된 금속 코팅재와 코팅재가 분리된 수지를 수용 드럼에서 분리 배출하는 배출부를 포함하고,
상기 박리부는 냉각된 분쇄편을 기 설정된 크기 이하의 분말로 2차 분쇄하여 금속 코팅재 분말과 수지 분말을 생성하는 분말 분쇄부와, 금속 코팅재 분말과 수지 분말이 서로 다른 특성으로 대전되도록 하는 대전부를 포함하며,
상기 정전 포집부는 대전된 분말들을 수용하는 분말 수용부와, 분말 수용부에 진동을 제공하는 진동부와, 진동이 가해진 분말 수용부에서 금속 코팅재 분말의 대전 특성에 대응하여 금속 코팅재 분말만 선별 포집하는 정전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 코팅재 분리장치.
청구항 1에 있어서, 상기 박리부는 상기 수용 드럼을 회전시키는 모터와, 수용 드럼의 회전에 의해 회전되는 복수의 금속 솔모를 포함하며, 이러한 회전하는 금속 솔모에 의해 분쇄편에서 금속 코팅재가 미세하게 박리되는 것을 특징으로 하는 정전식 코팅재 분리장치.
청구항 2에 있어서, 상기 정전 포집부는 일정한 크기 이하로 미세하게 박리된 금속 코팅재만을 선별하는 필터부와, 정전효과를 선택적으로 제공하여 필터부를 통과한 미세 금속 코팅재를 박리된 금속 코팅재를 선별적으로 포집하고 포집된 금속 코팅재를 배출하는 정전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 코팅재 분리장치.
청구항 3에 있어서, 상기 배출부는 필터부 내에 포집된 금속 코팅재를 정전효과 제거 시 수용 드럼에서 외부로 배출하는 금속 코팅재 배출부와, 필터부 외부에 위치하는 수지 분쇄편을 수용 드럼에서 외부로 배출하는 수지 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 코팅재 분리장치.
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청구항 1에 있어서, 상기 배출부는 상기 정전부에 포집된 금속 코팅재 분말을 분리 배출하는 스위퍼와 분말 수용부에 잔류하는 수지 분말을 각각 수용 드럼 외부로 분리 배출하는 수지 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 코팅재 분리장치.
금속이 코팅된 폐수지가 1차 분쇄된 분쇄편을 수용 드럼에 수용하는 분쇄편 준비 단계와;
상기 수용 드럼에 수용되는 분쇄편을 냉각하는 냉각단계와;
박리부를 통해서 냉각된 분쇄편에서 금속 코팅재를 미세하게 물리적으로 분리시키는 박리단계와;
박리단계를 통해 박리된 금속 코팅재를 정전효과를 선택적으로 제공하여 박리된 금속 코팅재를 선별적으로 포집하는 정전 포집부를 통해 포집하는 포집단계와;
상기 포집단계에서 포집된 금속 코팅재와 코팅재가 분리된 수지를 상기 수용 드럼에서 분리 배출하는 분리 배출단계를 포함하고,
상기 박리단계는 분말 분쇄부를 통해 냉각된 분쇄편을 기 설정된 크기 이하의 분말로 2차 분쇄하여 금속 코팅재 분말과 수지 분말을 생성하고, 대전부를 통해 금속 코팅재 분말과 수지 분말이 서로 다른 특성으로 대전되도록 하는 단계를 포함하며, 상기 포집단계는 대전된 분말을 분말 수용부에 수용한 후 진동부를 통해 진동을 제공하면서 금속 코팅재 분말의 대전 특성에 대응하여 금속 코팅재 분말만 선별 포집하는 정전부를 통해 금속 코팅재 분말을 포집하는 단계를 포함하고, 상기 분리 배출단계는 정전부에 포집된 금속 코팅재 분말을 스위퍼로 분리 배출하고 분말 수용부에 잔류하는 수지 분말을 수지 배출부를 통해 수용 드럼 외부로 분리 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 코팅재 분리방법.
청구항 8에 있어서, 상기 박리단계는 복수의 금속 솔모가 구성된 상기 수용 드럼을 회전시켜, 금속 솔모에 의해 분쇄편에서 금속 코팅재가 미세하게 박리되도록 하는 단계를 포함하고, 상기 포집단계는 일정한 크기 이하로 미세하게 박리된 금속 코팅재만을 필터부를 통해 선별하여 정전부에 포집하는 단계를 포함하며, 상기 분리 배출단계는 필터부 내에 포집된 금속 코팅재를 정전부의 정전효과 제거를 통해 드럼에서 외부로 배출하고, 필터부 외부에 위치하는 수지 분쇄편을 수용 드럼에서 외부로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 코팅재 분리방법.
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