KR101583305B1

KR101583305B1 - 폐합성수지 재생방법

Info

Publication number: KR101583305B1
Application number: KR1020140172210A
Authority: KR
Inventors: 이용균
Original assignee: 청원 주식회사; 이용균
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-01-12

Abstract

본 발명은 폐합성수지 재생방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수거된 폐합성수지를 파쇄, 세척, 건조 및 성형을 단일 장치에서 전처리가 가능하고, 터널형태의 건조로를 통과하며 수분제거 및 성형에 용이하도록 가열되는 폐합성수지 재생방법에 관한 것이다.
본 발명의 따른 폐합성수지 재생방법은 1차 파쇄공정, 폐합성수지에서 중량의 철류 또는 목재류를 제거하는 1차 선별공정, 폐합성수지를 작은 크기로 세립 및 균일화 하는 2차 파쇄공정, 폐합성수지에서 잔류하는 철류와 목재를 자석과 바람으로 제거하는 2차 선별공정, 폐합성수지를 세척하는 세척공정, 폐합성수지를 건조하는 고온건조공정 및 상기 고온건조공정이 완료된 폐합성수지를 압축 성형하여 고형원료로 제작하는 압출공정을 포함하되, 상기 각 공정의 폐합성수지는 컨베이어에 의해 이송되어 전 공정을 단일 장치에서 전처리가 가능하고, 상기 고온건조공정은 세척공정이 완료된 폐합성수지를 건조로(kiln)내부로 진입시켜 수분을 건조 및 성형에 용이하도록 가열하며, 상기 건조로의 내부 상부면과 측면에 다수의 에어노즐이 형성되어 폐합성수지 표면의 수분건조 및 가열시간을 단축하고, 상기 건조로 내부에 아치터널형태의 차단망이 형성되어 폐합성수지가 고압 에어분사에 의해 컨베이어를 이탈을 방지하는 것을 특징이다.

Description

폐합성수지 재생방법{Recycling method of waste synthetic resin}

본 발명은 폐합성수지 재생방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수거된 폐합성수지를 파쇄, 세척, 건조 및 성형을 단일 장치에서 전처리가 가능하고, 터널형태의 건조로(kiln)를 사용하여 수분제거 및 성형에 용이하도록 가열되는 폐합성수지 재생방법에 관한 것이다.

합성수지는 화학적으로 합성되는 고분자화합물로 대표적인 플라스틱제품은 비닐이나 생활용구 및 가전제품의 용기나 케이스로 다양하게 활용되고 있다.

합성수지제 제품들은 제조공정이 쉽고, 다양한 형태로 제조가 가능하여 더욱 널리 이용되고 있다. 하지만 내용물의 사용이나 제품의 수명이 다한 경우 폐기되어 소각 또는 매립 등의 방법으로 처리하지만, 공해나 단기간에 자연분해가 어렵기 때문에 환경파괴의 주요 원인으로 대책이 필요하다. 이에 근래에는 버려지는 폐합성수지를 이용하여 재생 플라스틱제품을 생산하는 공정이 개발되었지만, 이러한 폐합성수지는 파쇄, 세척, 탈수 공정 및 용융압출 등의 생산 공정 등을 거칠 때 이물질이나 수분 등이 포함되어 있어 양질의 재생 플라스틱을 생산하는데 한계가 있다.

특히 폐합성수지를 수세하는 공정을 거친 후에는 이격되어 별도로 마련되는 성형공장으로 이송시킨 후 다시 재생공정을 진행하기 때문에 이송을 위한 물류비용, 배송비용, 보관 및 배송에 소요되는 인력과 장비의 추가 등이 필요하게 된다. 이처럼 폐합성수지를 이용하는 과정에는 많은 공정과 비용이 소요됨으로써 폐기하는 비용보다 많은 비용과 불편함이 있어 폐합성수지의 재활용에 장애가 된다.

이러한 문제점을 해결하고자 특허문헌 1에 파쇄, 세척, 탈수 공정을 단일의 복합장치로 수행하는 폐합성수지 처리 시스템을 제시하고 있으나, 제시된 탈수공정 은 다수의 구멍이 형성된 관을 회전하여 원심력에 의해 수분이 구멍을 통과하여 밖으로 배출되는 것으로서, 이물질 등이 구멍을 막아 탈수성능에 영향을 미칠 수 있다.

특허문헌 2에 제시된 종래의 기술은 폐합성수지 재생방법에 따른 모든 공정을 연속해서 자동으로 이루어지는 방법이나, 건조과정을 단독으로 진행 후 별도의 용융단계를 통하여 가열되어 용융되도록 형성되어 있어 그에 따라 비용과 시간이 소요된다는 문제점이 있다.

1. 한국 공개특허 제10-2011-0072482호 2. 한국 등록특허 제10-0962245호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 수분건조공정과 가열공정을 컨베이어벨트 상에서 동시에 진행 할 수 있는 폐합성수지 재생방법을 제공하고자 한다.

또한, 고온 고압의 에어를 분사하는 에어노즐을 형성하여 건조시간을 단축하는 폐합성수지 재생방법을 제공하고자 한다.

또한, 하나의 컨베이어벨트로 공정이 진행되는 폐합성수지 재생방법을 제공하고자 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 폐합성수지 재생방법은, 고상 폐합성수지를 파쇄하여 균일화 하는 1차 파쇄공정, 상기 1차 파쇄가 완료된 폐합성수지에서 비중이 큰 금속류 및 비금속류 또는 목재류를 제거하는 1차 선별공정, 상기 1차 선별공정이 완료된 폐합성수지를 작은 크기로 세립 및 균일화 하는 2차 파쇄공정, 상기 2차 파쇄공정이 완료된 폐합성수지에서 잔류하는 철류와 목재를 자석과 바람으로 제거하는 2차 선별공정, 상기 2차 선별공정이 완료된 폐합성수지를 세척하는 세척공정, 상기 세척공정이 완료된 폐합성수지를 건조하는 고온건조공정 및 상기 고온건조공정이 완료된 폐합성수지를 압축 성형하여 고형원료로 제작하는 압출공정을 포함하되, 상기 각 공정의 폐합성수지는 컨베이어에 의해 이송되어 전 공정을 단일 장치에서 전처리가 가능하고, 상기 고온건조공정은 세척공정이 완료된 폐합성수지를 건조로(kiln) 내부로 진입시켜 수분을 건조 및 성형에 용이하도록 가열하며,

상기 건조로의 내부 상부면과 측면에 다수의 에어노즐이 형성되어 폐합성수지 표면의 수분건조 및 가열시간을 단축하고, 상기 건조로 내부에 아치터널 형태의 차단망이 형성되어 폐합성수지가 고압 에어분사에 의해 컨베이어를 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 건조로는 터널형태의 가마로서, 컨베이어가 가동하는 상태에서는 상시 고온예열 상태를 유지하고, 세척공정이 완료된 폐합성수지는 컨베이어를 따라 건조로 내부로 이송되어 컨베이어를 따라 이동하며 자동으로 건조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 건조로의 입구 및 출구에는 내열성이 높은 고무재질의 차단부가 형성되어 건조로 내부의 열기가 외부로 방출되거나, 외부의 찬 공기가 유입되는 것을 방지하고, 고압에어에 의해 폐합성수지가 바람에 날려 컨베이어를 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 차단망은 건조로의 출구 쪽으로 갈수록 좁아져 폐합성수지를 상기 컨베이어의 중앙으로 모아 폐합성수지를 수집할 때 수집이 용이한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 폐합성수지 재생방법은 수분건조공정과 가열공정을 컨베이어벨트 상에서 동시에 진행이 가능하여 공정 및 공정시간을 단축할 수 있다.

또한, 고온 고압의 에어를 분사하는 에어노즐을 형성하여 건조시간을 효과적으로 단축할 수 있다.

또한, 하나의 컨베이어벨트로 공정이 진행되어 각 공정으로 이송을 위한 물류 및 배송비용을 절약 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐합성수지 재생방법을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 1차 파쇄공정 및 1차 선별과정을 도시한 측면도
도 3는 본 발명에 따른 2차 파쇄공정 및 2차 선별공정을 도시한 측면도
도 4는 본 발명에 따른 세척공정, 고온건조공정 및 압축성형공정을 도시한 측면도
도 5는 본 발명에 따른 고온건조공정을 상세하게 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 건조로 내부를 도시한 단면도.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.

도 1은 본 발명에 따른 폐합성수지 재생방법을 도시한 순서도로서, 폐합성수지 재생방법은 고상 폐합성수지를 파쇄하여 균일화하는 1차 파쇄공정(S1), 1차 파쇄가 완료된 폐합성수지에서 금속류 또는 목재류를 제거하는 1차 선별공정(S2), 1차 선별공정이 완료된 폐합성수지를 작은 크기로 세립 및 균일화 하는 2차 파쇄공정(S3), 2차 파쇄공정이 완료된 폐합성수지에서 잔류하는 철류와 목재를 자석과 바람으로 제거하는 2차 선별공정(S4), 2차 선별공정이 완료된 폐합성수지를 세척하는 세척공정(S5) 세척공정이 완료된 폐합성수지를 건조하는 고온건조공정(S6), 고온건조공정이 완료된 폐합성수지를 압축 성형하여 고형원료로 제작하는 압축성형공정(S7)을 포함한다. 각 공정의 폐합성수지는 컨베이어에 의해 이송되며, 전 공정은 단일 장치로 형성된다.

도 2는 1차 파쇄공정 및 1차 선별과정을 도시한 측면도이다.

1차 파쇄공정(S1)은 폐합성수지(1) 재생과정의 물리적인 공정으로 통상 고형 폐기물의 용적을 감소시키고 후속처리인 선별, 세척, 가열, 압축성형의 공정을 용이하게 하는 것이 바람직하다. 따라서 1차 파쇄공정(S1)의 1차 파쇄장치(10)는 폐합성수지(1), 일반쓰레기, 금속류 및 돌멩이, 흙 또는 목재 등의 비금속류 등이 혼합되어 있는 폐기물을 1차 선별공정 시 선별작업이 용이하도록 폐기물을 직경 약 5cm ~ 20cm의 크기로 파쇄하여 폐기물을 균일화한다. 약 5cm ~ 20cm 단위로 파쇄된 폐기물은 1차 파쇄장치(10)의 개방된 배출구를 통해 컨베이어(2)상으로 낙하된다. 1차 파쇄공정(S1)이 완료되어 컨베이어(2)상으로 낙하된 폐기물은 1차 선별공정(S2)으로 컨베이어(2)를 따라 이동한다.

1차 선별공정(S2)의 1차 선별장치(20)는 1차 파쇄공정(S1)이 완료된 폐기물 중에 폐합성수지(1)를 제외한 폐기물을 선별하는 공정으로서, 평면선별기로 선별하여 선별된 폐합성수지(1)는 컨베이어(2)상으로 낙하하고 일반폐기물(3)은 별도로 폐기된다. 1차 선별공정이 완료되어 컨베이어(2)상으로 낙하된 폐합성수지(1)는 2차 파쇄공정(S3)으로 컨베이어(2)를 따라 이동한다.

도 3은 2차 파쇄공정 및 2차 선별공정을 도시한 측면도이다.

2차 파쇄공정(S3)의 2차 파쇄장치(30)는 1차 선별공정(S2)이 완료된 폐합성수지(1)를 5cm 미만의 작은 크기로 세립화한다.

2차 선별공정(S4)의 2차 선별장치(40)는 2차 파쇄공정(S3)이 완료된 폐합성수지(1) 중에 잔류하는 일반폐기물(3)을 선별하는 공정으로서, 자력선별기(41) 및 풍력선별기(42)가 형성된다. 자력선별기(41) 하부로 폐합성수지(1)가 지나가면 폐합성수지(1)에 잔류하던 철류가 자력선별기(41)에 의해 분류된다.

자력선별기(41)를 통과한 폐합성수지(1)는 풍력선별기(42)로 진입하여 고무, 목재, 돌 등 일반폐기물(3) 보다 가벼운 폐비닐, 폐플라스틱등의 폐합성수지(1)가 풍력에 의해 부유하여 선별된다. 선별과정에서 부유하지 못한 일반폐기물(3)은 컨베이어 상에 잔류하여 별도로 분류되어 폐기된다. 풍력선별기(42)로부터 선별된 폐합성수지(1)는 컨베이어(2)로 세척공정(S5)으로 이동한다.

도 4는 세척공정, 고온건조공정 및 압축성형공정을 도시한 측면도이다.

세척공정(S5)의 세척장치(50)는 원통형의 드럼 세척장치(50)로 2차 선별공정(S4)으로부터 선별된 폐합성수지(1)에 묻는 오염물을 세척한다.

고온건조공정(S6)의 고온건조장치는 터널형태의 건조로(kiln, 60)이며, 세척공정(S5)이 완료된 폐합성수지(1)를 컨베이어(2)상에서 건조 및 가열한다.

압축성형공정(S7)은 고형원료 성형기(70)로 고온건조공정(S6)이 완료된 폐합성수지(1)를 압출성형하여 고형원료(RDF, R)인 펠렛 형태 등으로 성형한다.

도 5는 본 발명에 따른 고온건조공정(S7)을 상세하게 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 건조로(60) 내부를 도시한 단면도이다. 건조로(60)는 터널형태의 가마로서, 건조로(60) 내부의 폐합성수지(1) 유입여부 및 건조소요시간과 상관없이 컨베이어(2)가 가동 상태에서는 상시 고온예열 상태를 유지한다. 따라서, 세척부로부터 세척이 완료된 폐합성수지(1)는 컨베이어(2)에 의해 건조로(60) 내부로 이송되어 컨베이어(2)를 따라 이동하며 자동 건조된다. 또한 건조로(60) 내부는 고온 건조 상태로 건조와 동시에 성형에 용이하도록 가열 후 고온건조가 완료된 폐합성수지(1)는 컨베이어(2)에 의해 고형원료 성형기(70)로 진입하여 압출성형공정을 실행한다.

건조로(60) 내부 상부면과 측면에는 고온 고압의 에어를 분사하는 다수의 에어노즐(62)을 형성하여 폐합성수지(1) 표면의 수분을 신속하게 건조하고 폐합성수지(1)의 가열 시간을 단축하는 것이 바람직하다.

건조로(60) 내부에는 아치터널형태의 차단망(64)가 형성되어 차단망(64) 내부로 컨베이어 및 폐합성수지가 통과한다. 따라서 고온 고압의 에어를 분사하는 에어노즐(62)에 의해 폐합성수지가 건조로(60)내부에 날려도 차단망(64)에 의해 컨베이어 외부로 낙하하는 것을 방지하고, 고압에어에 의해 폐합성수지가 컨베이어를 이탈할 위험이 없이 때문에 고온 고압의 에어를 자유롭게 분사하여 폐합성수지 사이에 잔여하는 수분을 완벽히 건조하고, 폐합성수지가 골고루 가열 될 수 있도록하는 것이 바람직하다. 또한 차단망(64) 출구(65) 쪽으로 갈수록 출구가 좁아져 폐합성수지(1)를 컨베이어 중앙으로 모아주기 때문에 고형원료 성형기(70)로 진입하여 폐합성수지(1)를 수집할 때 수집이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 건조로(60)의 입/출구에는 내화성이 높은 고무재질의 차단부(63)가 형성되어 건조로(60)내부의 열기가 외부로 방출되거나, 외부의 찬 공기가 유입되는 것을 방지하고, 고압에어에 의해 폐합성수지가 바람에 날려 컨베이어를 이탈하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

1 : 폐합성수지 2 : 컨베이어
3 : 일반폐기물 10 : 1차 파쇄장치
20 : 1차 선별기 30 : 2차 파쇄장치
40 : 2차 선별장치
41 : 자력선별기 42 : 풍력선별기
50 : 세척장치 60 : 고온건조장치
61 : 건조로 62 : 에어노즐 63 : 차단부 64 : 차단망 65 : 출구
70 : 고형원료 성형기 R : 고형원료(RDF)

Claims

폐합성수지를 재생하는 방법에 있어서,
고상 폐합성수지를 파쇄하여 일정 크기로 균일화 하는 1차 파쇄공정;
상기 1차 파쇄가 완료된 폐합성수지에서 금속류 또는 목재류를 제거하는 1차 선별공정;
상기 1차 선별공정이 완료된 폐합성수지를 세립화하는 2차 파쇄공정;
상기 2차 파쇄공정이 완료된 폐합성수지에서 잔류하는 철류를 자석과 바람으로 제거하는 2차 선별공정;
상기 2차 선별공정이 완료된 폐합성수지를 세척하는 세척공정;
상기 세척공정이 완료된 폐합성수지를 건조하는 고온건조공정; 및
상기 고온건조공정이 완료된 폐합성수지를 압축 성형기에서 고형원료로 제작하는 압출공정을 포함하되,
상기 각 공정의 폐합성수지는 컨베이어에 의해 이송되어 전 공정을 하나의 처리 시스템에서 처리하고,
상기 고온건조공정은 세척공정이 완료된 폐합성수지를 건조로(kiln)내부로 진입시켜 수분을 건조 및 성형에 용이하도록 가열하며,
상기 건조로의 내부 상부면과 측면에 다수의 고온 에어노즐이 형성되어 폐합성수지 표면의 수분건조 및 성형 가열시간을 단축하고,
상기 건조로 내부에 아치터널형태의 차단망이 형성되어 폐합성수지가 고압 에어분사에 의해 컨베이어 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재생방법.
제1항에 있어서,
상기 건조로는 터널형태의 가마로서, 컨베이어가 가동하는 상태에서는 상시 고온예열 상태를 유지하고, 세척공정이 완료된 폐합성수지는 컨베이어를 따라 건조로 내부로 이송되면서 자동으로 건조되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재생방법.
제1항에 있어서,
상기 차단망은 건조로의 출구 쪽으로 갈수록 좁아져 폐합성수지를 상기 컨베이어의 중앙으로 모아 폐합성수지를 수집할 때 수집이 용이한 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재생방법.