KR101615260B1 - 폐합성수지 재생원료 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐합성수지 재생원료 성형장치를 개시한다. 본 발명에 의한 폐합성수지 재생원료 성형장치는, 성형 유닛이 실린더 케이스의 배출구 측에 세팅자세의 반전이 가능하도록 회전 가능한 상태로 설치되며 세팅자세에 따라 상기 실린더 케이스의 배출구와 선택적으로 정렬되어 연통되는 성형 수지 공급구가 각각 구비되도록 격벽에 의해 구획된 제1중공과 제2중공이 형성된 하우징과, 하우징의 제1중공과 제2중공에 각각 내장되는 제1 및 2 금형세트와, 제1 및 2 금형세트에 각각 대응하여 구비되도록 하우징의 제1중공과 제2중공에 각각에 내장되는 필터부재를 포함하여 이루어지며, 하우징에는 용융 수지의 토출을 위해 제1 중공과 제2 중공에 각각 대응하여 연결되도록 마련되는 벤트 밸브 유닛이 더 구비되는 구성을 특징으로 가진다. 이러한 구성에 따르면, 폐합성수지 재생원료의 성형과정에서 필터의 불순물 오염 누적에 의해 벤트 밸브를 통한 용융 수지의 오버 플로우시 자동화에 의해 공정중단을 최소화한 상태에서 거의 실시간으로 필터 교체작업을 효율적으로 수행할 수 있으므로 성형공정의 효율성을 높여 폐합성수지 재생원료의 성형 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 불순물 유입을 최소화시킬 수 있으므로 폐합성수지 재생원료의 품질 향상을 효율적으로 도모할 수 있다.

Description

폐합성수지 재생원료 성형장치{A Waste Plastics Resin Recycling And Shaping Device}

본 발명은 폐합성수지 재생원료 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐합성수지를 재활용하기 위한 재생원료 성형과정에서 불순물 누적으로 오염된 필터로 인해 역류되는 용융 수지의 토출시 실시간적(real time)으로 필터 교체가 이루어질 수 있도록 개량하여 재생원료의 성형 생산성과 품질 향상을 도모할 수 있는 폐합성수지 재생원료 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱으로 통칭되는 합성수지는 가볍고 가공이 용이하며 쉽게 변질되거나 부패하지 않는 특성 등으로 인하여 산업용 및 생활 용품 등의 기초 소재로 광범위하게 사용되고 있다. 이에 따라 합성수지 제품의 사용량은 산업발전의 가속화로 인해 급격하게 늘어나 그 폐기량도 지속적으로 증가하고 있다. 이와 같은 폐합성수지의 처리는 주로 매립이나 소각 및 재활용을 위한 재생방법 등에 의해 이루어지고 있다.

그런데, 합성수지 제품은 폐기 후 수십 년 동안 분해되지 않을 뿐만 아니라 부피가 커서 취급이 불편한 단점 등으로 인하여 매립시에는 매립장소의 선정 등과 같은 많은 제약이 따르게 된다. 그리고 소각시에는 완전연소가 어려워 유독가스를 발생시키므로 대기오염에 대한 환경규제 등과 같은 제약이 따를 뿐만 아니라 소각장치의 시설 투자비가 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한 소각 후에도 중금속의 잔재가 남기 때문에 2차적인 환경오염을 일으키게 되는 문제점이 있다.

따라서, 근래에 들어서는 폐합성수지의 적절한 처리대책이 사회적인 문제와 관심사로 대두 되고 있으며, 그 해결책으로서 폐합성수지의 재활용을 위한 재생처리가 가장 효과적이고 효율적인 폐합성수지 처리방법으로 제시되고 있다. 이와 같은 폐합성수지의 재활용을 위한 재생처리 방법은 자원의 재활용과 환경오염 방지 측면에서 실용화에 대한 연구 개발과 제품 상용화의 추진이 활발하게 전개되고 있다.

통상적으로 폐합성수지의 재생처리는 합성수지 폐품의 수집과 분쇄 및 압출 성형 과정을 통해 펠릿(pellet) 또는 칩(chip) 형태의 합성수지 재생원료로 생산하여 재활용하는 것으로서, 그와 관련된 선행기술들이 대한민국 등록특허공보 제10-1091214호, 공개특허공보 제2003-0089187호, 등록실용신안공보 제1990-0004203호, 등록실용신안공보 제1980-0001921호 및 등록실용신안공보 제1981-0000525호 등에 상세하게 개시되어 있다.

한편, 폐합성수지의 재생처리를 위해 수집되는 합성수지 폐품에는 다양한 불순물이 함유된다. 그러한 불순물은 재생원료의 품질에 치명적인 결함 요인으로 작용하므로 성형과정에서 성형장치에 내장된 필터를 통해 걸러낸다.

종래의 통상적인 폐합성수지 재생원료 성형장치에서는 필터에 불순물이 걸러져서 오염상태가 누적되면 금형으로 유입되는 용융 수지가 역류하여 벤트 홀(vent hole)을 통해 오버 플로우(over flower)되는 현상이 발생한다.

따라서, 종래의 폐합성수지 재생원료 성형장치에서는 용융 수지의 오버 플로우(over flower) 현상을 작업자가 수시로 인지하여 용융 수지의 오버 플로우 발생시 성형장치의 작동을 중지시키고 필터(및 금형) 교체작업을 수행하도록 되어 있어서 비효율적인 문제점이 있었다.

그리고, 필터에 걸러져 누적되는 불순물의 종류에 따라 필터의 오염상태가 달라지므로, 용융 수지의 오버 플로우가 불규칙하게 발생하게 됨에 따라 필터(및 금형) 교체작업 시기를 예측하기 어려워 일정한 생산성과 성형품질 확보가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 폐합성수지 재생원료 성형장치는 용융 수지가 오버 플로우되는 벤트 홀이 필터와 비교적 멀리 이격되어 있는 압출기 측에 구비되어 있어서 최적의 필터(및 금형) 교체작업 시기에 맞추어 대응하기가 어려워 생산성과 품질이 저하되는 문제점이 있다.

특허문헌1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1091214호 특허문헌2 : 대한민국 공개특허공보 제2003-0089187호 특허문헌3 : 대한민국 등록실용신안공보 제1990-0004203호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 폐합성수지 재생원료 성형장치가 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 폐합성수지 재생원료 성형과정에서 필터의 불순물 오염상태에 따라 용융 수지의 역류에 의한 오버 플로우시 실시간적으로 효율적인 필터 교체가 가능하도록 개량한 폐합성수지 재생원료 성형장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 폐합성수지 재생원료 성형장치는, 실린더 케이스에 회전 구동 가능하게 내장된 스크류에 의해 폐합성수지 분쇄물을 배출구 측으로 이송하여 성형 유닛에 의해 띠 형태의 재생원료로 압출 성형하는 폐합성수지 재생원료 성형장치에 있어서, 상기 성형 유닛은, 상기 실린더 케이스의 배출구 측에 세팅자세의 반전이 가능하도록 회전 가능한 상태로 설치되며, 세팅자세에 따라 상기 실린더 케이스의 배출구와 선택적으로 정렬되어 연통되는 성형 수지 공급구가 각각 구비되도록 격벽에 의해 구획된 제1중공과 제2중공이 형성된 하우징과; 상기 하우징의 제1중공과 제2중공에 각각 내장되는 제1 금형세트 및 제2 금형세트와; 상기 제1 금형세트와 제2 금형세트에 각각 대응하여 구비되도록 상기 하우징의 제1중공과 제2중공에 각각 내장되는 필터부재;를 포함하여 이루어지며, 상기 하우징에는 용융 수지의 토출을 위해 상기 제1 중공과 제2 중공에 각각 대응하여 연결되도록 마련되는 벤트 밸브 유닛이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 폐합성수지 재생원료 성형장치에 있어서, 상기 하우징은 상기 실린더 케이스의 배출구에 회전운동 가능하게 연결되도록 설치되는 플랜지부를 구비하며, 그 플랜지부는 벨트 풀리에 의해 구동원과 연결되도록 설치되어 상기 구동원의 구동에 의해 상기 플랜지부와 상기 하우징이 회전하면서 세팅자세가 반전되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 벤트 밸브 유닛은 상기 하우징에 연통되도록 마련되며, 용융 수지 유입구와 토출구를 구비한 밸브 튜브를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 밸브 튜브에는 상기 토출구를 개폐하도록 회동 가능한 상태로 설치되는 밸브 캡이 더 구비되는 구성을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 벤트 밸브 유닛은, 상기 하우징에 연통되도록 마련되며, 용융 수지 유입구와 토출구를 구비한 밸브 튜브와; 상기 밸브 튜브의 중공에 이동 가능한 상태로 내장되는 볼부재와; 상기 볼부재를 일방향으로 탄성바이어스하여 상기 용융 수지 유입구를 폐쇄하도록 상기 밸브 튜브의 중공에 내장되는 탄성체;를 포함하는 구성을 가질 수 있다.

상기 벤트 밸브 유닛은 상기 용융 수지 유입구와 토출구를 통해 토출되는 용융 수지의 토출압에 의해 회동하여 상기 토출구를 개폐하도록 상기 밸브 튜브의 토출구 주위에 구비되는 밸브 캡을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 밸브 캡은 고정단이 상기 밸브 튜브에 힌지 결합되고, 자유단은 탄성체에 의해 상기 밸브 튜브의 외주면 측으로 탄성바이어스되도록 설치된다.

상기 벤트 밸브 유닛은 상기 토출구의 용융 수지 토출상태를 감지하여 신호정보를 송출하는 센서부재를 더 포함하며, 상기 성형 유닛의 하우징은 상기 센서부재가 송출하는 신호정보에 의해 세팅자세가 반전되도록 회전 구동 제어되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 폐합성수지 재생원료 성형장치에 의하면, 폐합성수지 재생원료의 성형과정에서 필터의 불순물 오염 누적에 의해 벤트 밸브를 통한 용융 수지의 오버 플로우시 자동화에 의해 공정중단을 최소화한 상태에서 거의 실시간적으로 필터 교체작업을 효율적으로 수행할 수 있으므로 성형공정의 효율성을 높여 폐합성수지 재생원료의 성형 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 효율적인 필터 교체작업의 수행에 따라 불순물 유입을 최소화시킬 수 있으므로 폐합성수지 재생원료의 품질 향상을 효율적으로 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐수지 재생원료 성형장치를 개략적으로 도시해 보인 외관 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 폐수지 재생원료 성형장치를 개략적으로 도시해 보인 단면도.
도 3a 및 도 3b은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 금형세트를 발췌하여 나타내 보인 개략적 분리 사시도.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 1 및 도 2의 용융 수지 토출용 벤트 밸브 유닛을 발췌하여 도시해 보인 개략적 단면도.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 용융 수지 토출용 벤트 밸브 유닛을 발췌하여 도시해 보인 개략적 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐합성수지 재생원료 성형장치를 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 폐합성수지 재생원료 성형장치(100)는 압출 유닛(110)과 성형 유닛(120) 및 용융 수지 토출용 벤트 밸브 유닛(vent valve unit)(130)을 포함하여 구성된다.

본 발명에 있어서, 상기 압출 유닛(110)과 성형 유닛(120)은 비록 도면에 도시하지는 않았으나, 통상적인 기계장치에서와 같이 본체를 이루는 베이스 프레임(미도시)에 의해 지지되도록 설치된다.

상기 압출 유닛(110)은 폐합성수지 분쇄물(1)이 투입 공급되는 호퍼(111a)와, 압출 성형 수지가 배출되는 배출구(111b)가 구비된 실린더 케이스(111)와, 실린더 케이스(111)의 중공부에 회전 구동 가능한 상태로 내장되는 스크류(112) 및 스크류(112)를 회전 구동시켜 주기 위한 구동부(113)를 포함하여 구성된다. 여기서, 미설명 도면부호 111c는 폐합성수지 분쇄물(1)에 함유된 수분이 가압 과정에서 증기화가 이루어짐에 따라 그 증기를 배출시켜 주기 위해 구비되는 증기 배출구를 나타낸 것이다.

상기 스크류(112)는 실린더 케이스(111)의 외측에 구비된 구동부(113)와 연결되는 회전축(112a)과, 그 회전축(112a)에 나선상으로 감기도록 돌출되게 설치된 이송날개(112b)를 구비한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 스크류(112)의 회전축(112a)은 도 2에 예시적으로 나타내 보인 바와 같이 호퍼(111a)로부터 상기 증기 배출구(111c)에 가까워질수록 외경이 점차 확대된다. 또한 상기 증기 배출구(111c)에서부터 외경이 급격하게 축소되어 압출 성형 수지가 배출되는 배출구(111b)에 가까워질수록 외경이 점차 확대되는 2단 구조를 가지도록 구성할 수 있다. 이러한 구성은 상기 스크류(112)의 회전축(112a)의 외경이 점차 확대되면서 폐합성수지 분쇄물(1)을 효과적으로 가압하여 이송시켜 주기 위한 기능을 수행하도록 구성한 것이다. 그리고 폐합성수지 분쇄물을 가압하여 이송시켜 주는 과정에서 폐합성수지 분쇄물에 포함된 수분의 증발로 발생되는 증기를 상기 증기 배출구(111c)를 통하여 효과적으로 배출시켜 주기 위한 기능을 수행하도록 구성한 것이다.

한편, 상술한 바와 같은 압출 유닛(110)의 구성은 본 발명에 따른 폐합성수지 재생원료 성형장치(100)를 특징 지우거나 한정 지우는 것은 아니며, 공지된 압출 성형장치의 다양한 압출 유닛이 채용될 수 있음은 물론이다. 비록 도면으로 예시해 보이지는 않았으나, 일 예로 상기 스크류(112)의 하단부에 제2의 스크류를 설치하여 트윈 구조의 스크류를 구비한 압출 유닛을 구성할 수도 있다. 이러한 트윈 구조의 스크류를 구비한 압출 유닛은 대한민국 등록특허공보 제10-0973096호에 상세하게 개시되어 있다.

상기 구동부(113)는 구동모터(113a)의 출력축과 상기 스크류(112)의 회전축(112a)을 연결하는 감속기(113b) 및 벨트풀리(113c)를 포함하여 구성된다.

상기 성형 유닛(120)은 상기 실린더 케이스(111)의 배출구(111b) 측에 세팅자세의 반전이 가능하도록 회전 가능하게 설치되는 하우징(121)과, 그 하우징(121)을 회전 구동시켜 주기 위한 구동부(122)와, 상기 하우징(121)에 각각 내장되는 제1 금형세트(123) 및 제2 금형세트(125)와, 상기 제1 및 제2 금형세트(123)(125)에 각각 대응하여 구비되도록 상기 하우징(121)에 내장되는 필터부재(F)를 포함하여 구성된다.

상기 하우징(121)은 상기 실린더 케이스(111)의 배출구(111b)에 회전운동 가능하게 연결되도록 일측으로 돌출 형성된 플랜지부(121a)를 구비한 원통형 드럼 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 하우징(121)의 플랜지부(121a)와 상기 실린더 케이스(111)의 배출구(111b)의 사이에는 상대적으로 원활한 회전운동을 허용할 수 있도록 예컨대, 도시되어 있지 않은 베어링 부재나 기어 부재 등이 개재되도록 설치될 수 있다.

그리고 상기 하우징(121)의 중공부는 내부의 격벽(121c)에 의해 서로 구획되어 격리되도록 양분된 제1 중공(h1)과 제2 중공(h2)이 형성된다.

상기 하우징(121)의 제1 중공(h1)과 제2 중공(h2)에는 각각 제1 금형세트(123)와 제2 금형세트(125)가 서로 대칭적인 배치구조로 내장된다.

상기 하우징(121)에는 제1 중공(h1) 및 제2 중공(h2)에 각각 대응하여 연통되도록 개구된 용융 수지 공급구(121b)가 구비된다. 상기 성형 수지 공급구(121b)는 상기 하우징(121)의 세팅자세가 반전되는 상태에 따라 상기 실린더 케이스(111)의 용융 수지 배출구(111b)와 선택적으로 연통되도록 위치결정된다.

상기 하우징(121)의 구동부(122)는 구동모터(122a)와 상기 하우징(121)의 플랜지부(121a)와 연결되는 벨트풀리(122b)(또는 체인)를 포함한다.

따라서, 상기 구동모터(122a)의 구동력이 벨트풀리(122b)(또는 체인)를 통하여 상기 하우징(121)에 전달되면, 상기 하우징(121)이 회전하여 세팅자세가 반전된다. 이에 따라 제1 금형세트(123)와 제2 금형세트(125)가 각각 상부 및 하부 또는 하부 및 상부로 위치 이동하여 정렬되도록 세팅된다.

상기 하우징(121)의 세팅자세가 세팅되면 제1 중공(h1)과 제2 중공(h2)의 용융 수지 공급구(121b)중 하방에 위치하는 용융 수지 공급구(121b)가 상기 실린더 케이스(111)의 배출구(111b)와 선택적으로 연통되도록 정렬된다.

도 3a를 참조하면, 상기 제1 및 2 금형세트(123)(125)는 제1 금형(123a)(125a)과 제2 금형(123b)(125b)의 사이에 각각 1쌍의 차단판(123c)(125c)이 구비된다. 그리고 상기 차단판(123c)(125c)의 사이에 히터(미도시)와 연결된 열판(123d)(125d)이 위치하도록 구비되어 한 세트의 금형 조합을 이루도록 구비될 수도 있다. 상기 제1 금형(123a)(125a)과 제2 금형(123b)(125b) 및 상기 차단판(123c)(125c)과 열판(123d)(125d)에는 재생원료(p)를 띠 형상으로 압출 성형하기 위한 다수의 성형공(참조부호 없음)이 연통된 상태로 정렬되도록 구비된다. 여기서, 도면부호 F는 폐합성수지 원료에 함유된 불순물을 걸러내기 위한 필터부재(F)를 나타낸다. 상기 필터부재(F)는 서로 다른 메쉬(mesh) 규격을 가지는 복수매가 적층된 상태로 구비될 수 있다. 이와 같이 메쉬 규격이 다른 필터부재가 적층되도록 구비되는 구성은 폐합성수지 분쇄물에 함유된 다양한 종류와 형태의 불순물을 보다 효율적으로 걸러낼 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 제1 및 2 금형세트(123)(125)는 도 3b에 도시해 보인 바와 같이 폐합성수지 재생원료(p)를 띠 형상으로 압출하여 성형하기 위한 다수의 성형공(참조부호 없음)을 가지는 다이스로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같은 금형세트(123)(125)의 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명에 따른 폐합성수지 재생원료 성형장치(100)를 특징 지우거나 한정 지우는 것은 아니며, 공지된 압출 성형장치의 다양한 금형 세트가 채용될 수 있음은 물론이다.

상기 벤트 밸브 유닛(130)은 상기 필터부재(F)에 불순물이 걸러져서 오염상태가 누적되면 금형으로 공급되는 용융 수지가 역류하여 오버 플로우(over flower)되는 토출구의 기능을 수행하기 위한 것으로서, 상기 하우징(121)의 제1 중공(h1)과 제2 중공(h2)에 각각 대응하여 연결되도록 마련된다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 벤트 밸브 유닛(130)은 용융 수지 유입구(V1)와 토출구(V2)를 구비하고 상기 하우징(121)의 제1 중공(h1)과 제2 중공(h2)에 각각 대응하여 연통되도록 설치되는 밸브 튜브(131)와, 상기 밸브 튜브(131)의 중공부에 이동 가능한 상태로 내장되는 볼부재(132)와, 상기 볼부재(132)를 일방향으로 탄성바이어스하여 상기 용융 수지 유입구(V1)를 폐쇄하도록 상기 밸브 튜브(131)의 중공부에 내장되는 탄성체(133) 및 상기 토출구(V2)의 개폐를 위해 상기 밸브 튜브(131)에 회동 가능한 상태로 설치되는 밸브 캡(134)을 포함한다.

상기 용융 수지 유입구(V1)는 상기 하우징(121)에 결합되는 밸브 튜브(131)의 결합단부에 측방을 향하도록 개구되며, 개구부 주위의 내측면은 상기 볼부재(132)의 구면 일부가 들어맞게 라운드지도록 오목하게 형성된다. 상기 용융 수지 토출구(V2)는 밸브 튜브(131)의 몸체 외주에 상방을 향하도록 개구된다.

상기 볼부재(132)는 상기 밸브 튜브(131)의 중공에 자유로운 구름 이동이 가능한 상태로 내장되며, 초기상태에서는 용융 수지 유입구(V1)를 폐쇄시키도록 상기 탄성체(133)에 의해 밸브 튜브(131)의 결합단부 측으로 탄성바이스되도록 지지된다.

상기 탄성체(133)는 용융 수지 유입구(V1)로 유입되는 용융 수지의 가압력에 의해 압축되면서 볼부재(132)의 후진 이동을 허용할 수 있는 탄성력을 가지는 것으로, 예컨대 인장 코일 스프링이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 볼부재(132)는 상기 탄성체(132)의 탄성력과 용융 수지의 가압력에 의한 작용으로 상기 밸브 튜브(131)의 중공부에서 자유로운 구름 이동이 용이하도록 예를 들어 합성수지재 등과 같은 경량재로 가공되는 것이 바람직하다.

상기 밸브 캡(134)은 고정단이 상기 밸브 튜브(131)에 힌지구조(h)로 결합되어 자유단의 회동에 의해 토출구(V2)를 개폐하도록 밸브 튜브(131)의 토출구(V2) 상에 탑재되도록 설치된다.

상기 밸브 캡(134)의 자유단은 초기상태에서는 토출구(V2)를 폐쇄시키도록 탄성체(s)에 의해 밸브 튜브(131)의 외주면측으로 탄성바이스되도록 지지된다.

상기 탄성체(s)는 토출구(V2)로 토출되는 용융 수지의 가압력에 의해 인장되면서 밸브 캡(134)의 회전운동을 허용할 수 있는 탄성력을 가지는 것으로, 예컨대 압축 코일 스프링이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 밸브 튜브(131)의 중공 체적과 용융 수지 유입구(V1)와 토출구(V2)의 직경은 밸브 튜브(131)에 유입되어 토출되는 용융 수지의 압력이 상기 탄성체(133)의 변형을 유도할 수 있는 작용력을 가지도록 적절한 설계조건의 규격을 선택하여 적용할 수 있다.

따라서, 상기 밸브 캡(134)은 토출구(V2)로 토출되는 용융 수지의 가압력에 의해 탄성체(133)가 인장되면서 고정단이 회전하는 동시에 자유단이 들어 올려져 토출구(V2)를 개방하도록 회동하게 된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 벤트 밸브 유닛(130)은 밸브 캡(134)의 자유단을 구속하는 탄성체(133)를 배제시킨 구성을 가질 수도 있다. 이와 같이 탄성체(133)가 배재된 구성에서는 상기 밸브 캡(134)의 회전반경을 제한하여 회동 범위가 한정되도록 구성할 수 있다.

따라서, 상기 토출구(V2)에서 용융 수지의 토출이 이루어지지 않으면, 상기 밸브 캡(134)의 자유단은 자중으로 인한 자유낙하에 의해 토출구(V2)를 폐쇄시키는 상태로 정렬되어 세팅된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 벤트 밸브 유닛(130)은 밸브 캡(134)을 배제하여 토출구(V2)가 완전히 개방된 상태를 유지하도록 구성할 수도 있다.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 벤트 밸브 유닛을 도시해 보인 것이다.

도 5a 및 도 5b의 실시예에 따른 벤트 밸브 유닛(130A)(130B)은 각각 용융 수지 유입구(도면부호 없음)와 토출구(도면부호 없음)가 서로 마주 보도록 양단부에 각각 구비된 밸브 튜브(131a)(131b)가 상기 하우징(121)에 설치되고, 토출구(V2)를 개폐하기 위하여 밸브 튜브(131)에 회동 가능한 상태로 설치되는 밸브 캡(134a)(134b)을 포함하여 구성된다.

상기 벤트 밸브 유닛(130A)의 밸브 캡(134a)은 상단부가 힌지구조(h)로 결합된 고정단을 이루며, 하단부는 자중에 의해 자유낙하 운동이 가능한 상태의 자유단을 이루도록 설치된다.

그리고, 상기 벤트 밸브 유닛(130B)의 밸브 캡(134b)은 하단부가 힌지구조(h)로 결합된 고정단을 이루며, 상단부는 초기상태에서 토출구를 폐쇄시키도록 탄성체(도면부호 없음)에 의해 밸브 튜브(131b)의 몸체 측으로 탄성바이스되도록 지지된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 벤트 밸브 유닛(130A)(130B)은 밸브 캡(134a)(134b)이 배제된 상태로 토출구가 완전히 노출되어 개방된 상태로 단순하게 이루어진 구성을 가질 수도 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 상기 벤트 밸브 유닛(130)(130A)(130B)의 주위에 는 상기 밸브 캡(134)(134a)(134b)의 개폐상태를 감지하여 신호정보를 제어부(미도시)에 송출하도록 구비된 센서부재(135)를 더 포함하는 구성을 가질 수 있다.

상기 센서부재(135)는 예를 들어 리미트 스위치와 같은 접촉식 센서 및 발광부와 수광부를 구비한 포토 센서 등의 비접촉식 센서가 채용될 수 있다.

상기 센서부재(135)는 상기 밸브 캡(134)(134a)(134b)의 개폐상태에 따른 신호정보를 제어부(미도시)에 송출하게 된다. 이에 따라 제어부는 상기 압출 유닛(110)의 구동부(113)를 정지시키기 위한 제어동작과 연계하여 성형 유닛(120)의 구동부(122)를 구동시키는 제어동작을 통해 하우징(121)의 세팅자세가 반전되도록 으로 제어함으로써, 거의 실시간적으로 필터부재(F)(및 금형세트)의 교체가 가능하도록 기능하게 된다. 여기서, 미설명 도면부호 130은 냉각수(W)가 충전된 냉각수조를 나타낸 것이다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 폐합성수지 재생원료 성형장치의 동작상태와 작용효과를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 폐합성수지 재생원료 성형장치(100)에 따르면, 합성수지 폐품 수집과 분쇄과정을 통해 펠릿(pellet) 또는 칩(chip) 형태로 분쇄된 폐합성수지 분쇄물(1)을 별도 구비된 공급장치(미도시)를 통해 호퍼(111a)로 투입하여 실린더 케이스(111)에 공급한다.

이어서 오퍼레이터의 초기화 동작에 의해 압출 유닛(110)의 구동부(113)를 가동시키면 스크류(112)가 회전 구동하면서 실린더 케이스(111)의 배출구(111b) 측으로 폐합성수지 분쇄물(1)을 가압하여 이송하게 된다. 이와 같이 폐합성수지 분쇄물(1)을 가압하여 이송시켜 주는 과정에서 폐합성수지 분쇄물(1)에 포함된 수분의 증발로 발생되는 증기가 상기 증기 배출구(111c)를 통하여 배출된다. 이때 폐합성수지 분쇄물(1)은 스크류(112)의 이송 압착에 의한 마찰열로 인하여 상대적으로 융점이 낮은 분쇄물이 용해되는 동시에 상대적으로 융점이 높은 분쇄물은 도시하지 않은 히터의 가열에 의해 점차 용해되어 젤 상태의 성형 수지로 용융된다. 이와 같이 용해된 성형 수지는 상기 실린더 케이스(111)의 배출구(111b)를 통해 상기 성형 유닛(120)의 하우징(121)의 하방에 세팅되도록 미리 위치 결정된 제1 중공(h1)에 공급되면서 제1 금형세트(123)에 의해 압출 성형되어 띠 형상의 재생원료(p)로 배출된다. 이와 같이 압출 성형된 띠 형상의 재생원료(p)는 냉각수조(140)의 냉각수(w)에 침지되어 응고된 상태에서 별도의 분쇄공정을 통해 펠릿(pellet) 또는 칩(chip) 형태의 재생원료로 완성되어 합성수지 제품 성형 원료로 재활용된다.

한편, 상술한 바와 같은 재생원료(p)의 성형과정에서 폐합성수지 분쇄물(1)에 함유되는 다양한 불순물이 필터부재(F)에 걸러져서 누적된다. 이러한 불순물이 누적되어 오염된 필터부재(F)는 금형세트(123)에 용융 수지의 공급을 방해하여 용융 수지를 역류시키는 작용을 유발하게 된다. 이와 같이 역류하는 용융 수지는 벤트 밸브 유닛(130)의 밸브 튜브(131)를 통해 토출된다.

즉, 도 4a 및 도 4b의 실시예에 따르면, 역류하는 용융 수지는 밸브 튜브(131)의 용융 수지 유입구(V1)로 유입되면서 볼부재(132)를 가압하게 된다. 이때 탄성체(133)가 압축되면서 볼부재(132)가 후진 이동하여 용융 수지 토출구(V2)가 노출되면서 용융 수지의 가압력이 밸브 캡(134)의 자유단을 밀어올려 용융 수지가 토출된다.

도 5a 및 도 5b의 실시예에 따르면, 역류하는 용융 수지는 밸브 튜브(131a)(131b)의 용융 수지 유입구로 유입되면서 밸브 캡(134a)(134b)의 자유단을 밀어내어 토출구(V2)가 개방되면서 용융 수지가 토출된다.

따라서, 본 발명의 일측면에 따르면 상기 벤트 밸브 유닛(130)으로 용융 수지가 토출됨과 동시에 오퍼레이터가 공정진행을 중단하기 위하여 장치의 작동을 중지시키고, 성형 유닛(120)의 하우징(121)이 반전되도록 세팅시킨 다음 공정진행의 공백을 최소한 상태에서 제2 금형세트(125)에 의한 압출 성형공정을 진행시킬 수 있게 된다. 그리고 제2 금형세트(125)에 의한 압출 성형공정 진행중에 휴지상태에 있는 제1 금형세트(123)에 대응하도록 내장된 필터부재(F) 교체작업이나 제1 금형 세트(123)의 교체작업을 최적의 상태로 효율적으로 수행할 수 있으므로 생산성 및 품질 향상에 기여할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 센서부재(135)의 기능과 작용에 의해 필터 교체 준비작업을 자동화된 상태로 수행할 수 있는 합성수지 재생원료 성형장치를 제공할 수 있게 된다. 즉, 상기 센서부재(135)는 상기 밸브 캡(134)(134a)(134b)의 개폐상태를 감지하여 그 정보를 제어부(미도시)에 신호로 송출한다.

상기 제어부는 상기 센서부재(1135)로부터 송출되는 신호정보를 수신하여 압출 유닛(110)의 구동부(113)와 성형 유닛(120)의 구동부(122)를 연계하여 제어하게 된다. 즉, 압출 유닛(110)의 구동부(113)를 정지시키고, 성형 유닛(120)의 구동부(122)를 구동시킨다. 이에 따라 성형 유닛(120)의 하우징(121)이 회전 구동하여 세팅자세가 반전된다.

따라서, 제어부는 벤트 밸브 유닛(130)으로 용융 수지가 토출되는 시점에서 압출 유닛(110)의 구동부(113)와 성형 유닛(120)의 구동부(122)를 연계적으로 제어하여 성형공정의 중단에 이어서 교체된 필터부재(F) 및 금형 세트에 의한 압출 성형공정을 거의 실시간으로 연속하여 자동화된 공정으로 진행시키게 되므로 생산성 및 품질 향상에 더욱 크게 기여할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 합성수지 재생원료 성형장치에 사용되는 폐합성수지는 예를 들어, EPS(EXPANDABLE POLYSTYRENE), PS(POLYSTYRENE), PP(POLYPROPYLENE), PE(POLYETHYLENE), ABS(ACRYLONITRILE-BUTADIENE-STYRENE), PVC(POLYVINYL CHLORIDE), PA(POLYAMIDE), PET(POLYETHYLENETEREPHTHALATE), PMMA(POLYMETHLY METHACRYLATE) 및 EVA(ETHYLENE VINYL ACETATE) 등이 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 의해 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가닌자라면 누구든지 다양한 변형 실시예가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

110 : 압출 유닛 111 : 실린더 케이스
111a : 호퍼 111b : 용융 수지 배출구
112 : 스크류 113 : 구동부
120 : 성형 유닛 121 : 하우징
121a : 플랜지 121c : 격벽
122 : 구동부 123 : 제1 금형 세트
124 : 용융 수지 벤트 밸브 125 : 제2 금형 세트
130 : 벤트 밸브 유닛 131 : 밸브 튜브
132 : 볼부재 133 : 탄성체
134 : 밸브 캡 135 : 센서부재
140 : 냉각수조

Claims (10)

1. 실린더 케이스에 회전 구동 가능하게 내장된 스크류에 의해 폐합성수지 분쇄물을 배출구 측으로 이송하여 성형 유닛에 의해 띠 형태의 재생원료로 압출 성형하는 폐합성수지 재생원료 성형장치에 있어서, 상기 성형 유닛은,
   상기 실린더 케이스의 배출구 측에 세팅자세의 반전이 가능하도록 회전 가능한 상태로 설치되며, 세팅자세에 따라 상기 실린더 케이스의 배출구와 선택적으로 정렬되어 연통되는 성형 수지 공급구가 각각 구비되도록 격벽에 의해 구획된 제1중공과 제2중공이 형성된 하우징과;
   상기 하우징의 제1중공과 제2중공에 각각 내장되는 제1 금형세트 및 제2 금형세트와;
   상기 제1 금형세트와 제2 금형세트에 각각 대응하여 구비되도록 상기 하우징의 제1중공과 제2중공에 각각 내장되는 필터부재;를 포함하여 이루어지며,
   상기 하우징에는 상기 제1 중공과 제2 중공에 각각 대응하여 연결되도록 마련되는 용융 수지 토출용 벤트 밸브 유닛이 더 구비되고,
   상기 벤트 밸브 유닛은 상기 하우징에 연통되도록 마련되며, 용융 수지 유입구와 토출구를 구비한 밸브 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재생원료 성형장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 실린더 케이스의 배출구에 회전운동 가능하게 연결되도록 설치되는 플랜지부를 구비하며, 그 플랜지부는 벨트 풀리에 의해 구동원과 연결되도록 설치되어 상기 구동원의 구동에 의해 상기 플랜지부와 상기 하우징이 회전하여 세팅자세가 반전되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재생원료 성형장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 벤트 밸브 유닛은,
   상기 하우징에 연통되도록 마련되며, 용융 수지 유입구와 토출구를 구비한 밸브 튜브와;
   상기 밸브 튜브의 중공에 이동 가능한 상태로 내장되는 볼부재와;
   상기 볼부재를 일방향으로 탄성바이어스하여 상기 용융 수지 유입구를 폐쇄하도록 상기 밸브 튜브의 중공에 내장되는 탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재생원료 성형장치.
6. 삭제
7. 삭제
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9. 삭제
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