KR101688637B1 - 폐ｐｖｂ를 이용한 재활용ｐｖｂ 펠렛 및 시트의 제조장치와 제조방법 - Google Patents

폐ｐｖｂ를 이용한 재활용ｐｖｂ 펠렛 및 시트의 제조장치와 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 및 시트의 제조장치와 제조방법에 관한 것으로 폐PVB에 혼합되는 비중개선재인 퍼라이트의 기공을 그대로 유지하도록 함으로써 가벼우면서도 방음, 보온, 방한 효과가 뛰어난 제품을 생산할 수 있도록 하기 위하여, 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료 및 퍼라이트를 포함하는 비중개선재가 투입되는 호퍼(10); 상기 호퍼(10)의 원료를 공급받아 180∼200℃의 온도를 유지하여 원료를 용융혼합하도록 히터(21)가 구비되고, 원료의 온도를 120∼150℃로 하강시키기 위해 냉각라인(23)이 구비되는 용융배합기(20); 상기 용융배합기(20)를 거쳐 배출되는 원료를 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동시켜 성형하는 롤성형기(30); 상기 롤성형기(30)를 거쳐 배출되는 성형물을 0∼10℃의 찬공기를 공급하여 된 챔버 내 온도 15∼25℃에서 냉각시키는 공기냉각기(40); 상기 공기냉각기(40)를 거쳐 배출되는 성형물을 원하는 형태로 절단하는 절단기(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료를 투입하는 원료투입단계(S101); 상기 원료를 180∼200℃의 히터온도를 유지하는 용융배합기 내에서 용융혼합하는 1차용융혼합단계(S102); 상기 원료의 1차용융혼합 후 용융배합기에 설치된 냉각라인을 통해 원료의 온도를 120∼150℃로 하강하는 냉각단계(S103); 상기 용융배합기 내의 120∼150℃ 온도 상에서 퍼라이트를 포함하는 비중개선재를 투입하여 용융혼합하는 2차용융혼합단계(S104); 상기 2차 용융혼합된 원료를 배출하여 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동되는 롤성형기를 통해 성형하는 롤성형단계(S105); 상기 롤성형단계(S105)를 거쳐 배출되는 성형물을 0∼10℃의 찬공기를 공급하여 된 챔버 내 온도 15∼25℃에서 냉각하는 공기냉각단계(S106); 상기 공기냉각단계(S106)를 거쳐 배출되는 성형물을 원하는 형태로 커팅하는 절단단계(S107);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

폐ＰＶＢ를 이용한 재활용ＰＶＢ 펠렛 및 시트의 제조장치와 제조방법{Pellet and sheet manufacturing apparatus and method for polyvinylbutyral using waste polyvinylbutyral}
본 발명은 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 및 시트의 제조장치와 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐PVB에 혼합되는 비중개선재인 퍼라이트의 기공을 그대로 유지하도록 함으로써 가벼우면서도 방음, 보온, 방한 효과가 뛰어난 제품을 생산할 수 있도록 한 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 및 시트의 제조장치와 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 재활용PVB 스크랩에 충전재로 탄산칼슘, 기능 개선제로 퍼라이트, 황토, 게르마늄 등을 첨가하여 펠렛이나 시트를 만들어 사용하고 있다. 하지만 이렇게 생산된 제품의 비중(약 2.33ton/㎥)이 높아서 운반비가 많이 들고 시공시 인력 운반에도 어려움이 큰 문제점이 있었다.
상기한 폐PVB에 혼합되는 충전재와 비중개선재의 배합비에 따라 비중이 차이가 발생되며, 그 비중의 차이는 아래 표.1과 같다.
구 분
 PVB
(주재료)		 탄산칼슘
(충전재)		 퍼라이트
(비중개선재)		 합산비중
(ton/㎥)		 비 고
비중(ton/㎥) 1.15 2.93 0.1


구성비
(중량％)		 33.4 66.4 0 2.33 비중개선재 미사용시 이론비중
20 50 30 1.725 비중개선재 30중량％사용시 이론비중
20 50 30 2.06 비중개선재 30중량％사용시 실제비중
위 표.1에서와 같이 비중개선재를 사용하지 않고 충전재로만 제조할 경우 이론비중이 2.33ton/㎥이고, 실제 제조시 비중이 2.4∼2.8ton/㎥으로 매우 높다. 그리고 비중개선재로 퍼라이트를 30중량％ 사용하면 이론비중이 1.725ton/㎥이나, 실제 제조시 비중이 2.06∼2.40ton/㎥ 까지 상승한다.
이를 역산해 보면, 비중개선재인 퍼라이트의 비중이 0.1ton/㎥ 이하이나, 기성의 제품생산방식에서는 비중이 1.2ton/㎥ 이상의 역할 밖에 하지 못하는 것으로 나타난다. 이는 비중개선재로 사용되는 목분, 카본, 퍼라이트 등은 모두 기공이 많은 물질들로 제조과정에서 열과 압력 등 여러가지 요소가 복합적으로 작용하여 도시된 도 7에서와 같이 용융된 PVB가 기공을 채워 그 효과가 감소되기 때문이다.
이에 비중을 줄이기 위해 목분, 카본, 퍼라이트 등을 첨가하여 제품을 만들더라도 비중이 약 2.06ton/㎥ 정도로 이론 만큼의 비중감소 효과가 없다. 이에 비중을 줄이기 위해 비중개선제를 찾거나 바꾸고 있으나, 이는 근본적인 해결책이 되지 못한다. 이는 비중개선재 종류의 문제가 아니라 제조방식의 문제로 해석된다.
이에 본 출원인은 기성의 배합방식을 적용하되, 개선된 제조방식과 운전방식으로 비중을 약 1.8ton/㎥ 이하까지 낮추면서도 방음, 보온, 방한 효과를 월등히 증가시켜줄 수 있는 제조장치 및 제조방법을 제안하고자 한다.
등록특허 제10-0566065호 공개특허 제10-1993-0012234호
이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 상세하게는 폐PVB에 혼합되는 비중개선재인 퍼라이트의 기공을 그대로 유지하도록 함으로써 가벼우면서도 방음, 보온, 방한 효과가 뛰어난 제품을 생산할 수 있도록 한 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 및 시트의 제조장치와 제조방법에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.
위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료 및 퍼라이트를 포함하는 비중개선재가 투입되는 호퍼(10); 상기 호퍼(10)의 원료를 공급받아 180∼200℃의 온도를 유지하여 원료를 용융혼합하도록 히터(21)가 구비되고, 원료의 온도를 120∼150℃로 하강시키기 위해 냉각라인(23)이 구비되는 용융배합기(20); 상기 용융배합기(20)를 거쳐 배출되는 원료를 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동시켜 성형하는 롤성형기(30); 상기 롤성형기(30)를 거쳐 배출되는 성형물을 0∼10℃의 찬공기를 공급하여 된 챔버 내 온도 15∼25℃에서 냉각시키는 공기냉각기(40); 상기 공기냉각기(40)를 거쳐 배출되는 성형물을 원하는 형태로 절단하는 절단기(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조장치를 제공한다.
또한, 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료를 투입하는 원료투입단계(S101); 상기 원료를 180∼200℃의 히터온도를 유지하는 용융배합기 내에서 용융혼합하는 1차용융혼합단계(S102); 상기 원료의 1차용융혼합 후 용융배합기에 설치된 냉각라인을 통해 원료의 온도를 120∼150℃로 하강하는 냉각단계(S103); 상기 용융배합기 내의 120∼150℃ 온도 상에서 퍼라이트를 포함하는 비중개선재를 투입하여 용융혼합하는 2차용융혼합단계(S104); 상기 2차 용융혼합된 원료를 배출하여 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동되는 롤성형기를 통해 성형하는 롤성형단계(S105); 상기 롤성형단계(S105)를 거쳐 배출되는 성형물을 0∼10℃의 찬공기를 공급하여 된 챔버 내 온도 15∼25℃에서 냉각하는 공기냉각단계(S106); 상기 공기냉각단계(S106)를 거쳐 배출되는 성형물을 원하는 형태로 커팅하는 절단단계(S107);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조방법을 제공한다.
그리고, 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료 및 퍼라이트를 포함하는 비중개선재가 투입되는 호퍼(10); 상기 호퍼(10)의 원료를 공급받아 180∼200℃의 온도를 유지하여 원료를 용융혼합하도록 히터(21)가 구비되고, 원료의 온도를 120∼150℃로 하강시키기 위해 냉각라인(23)이 구비되는 용융배합기(20); 상기 용융배합기(20)를 거쳐 배출되는 원료의 압력은 적게 받으면서도 이송량을 증가시키기 위해 한 쌍의 스크류로 설치되어 5∼15㎏/㎠의 압력하에서 작동되는 트윈스크류(80); 상기 트윈스크류(80)를 거쳐 배출되는 원료를 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동시켜 성형하는 롤성형기(30); 상기 롤성형기(30)를 거쳐 배출되는 성형물을 시트형태로 제조하는 시트제조기(90); 상기 시트제조기(90)를 거쳐 배출되는 시트를 권취하는 와인더(95);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조장치를 제공한다.
또한, 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료를 투입하는 원료투입단계(S201); 상기 원료를 180∼200℃의 히터온도를 유지하는 용융배합기 내에서 용융혼합하는 1차용융혼합단계(S202); 상기 원료의 1차용융혼합 후 용융배합기에 설치된 냉각라인을 통해 원료의 온도를 120∼150℃로 하강하는 냉각단계(S203); 상기 용융배합기 내의 120∼150℃ 온도 상에서 퍼라이트를 포함하는 비중개선재를 투입하여 용융혼합하는 2차용융혼합단계(S204); 상기 2차 용융혼합된 원료를 배출하여 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동되는 롤성형기를 통해 성형하는 롤성형단계(S205); 상기 롤성형단계(S205)를 거쳐 배출되는 성형물을 시트형태로 제조하는 시트제조단계(S206); 상기 시트제조단계(S206)를 거쳐 배출되는 시트를 권취하는 시트권취단계(S207)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조방법을 제공한다.
상기한 본 발명에 의하면 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합하여 1차용융혼합한 후, 냉각단계를 수행한 다음, 퍼라이트를 포함하는 비중개선재를 혼합하여 2차용융혼합하도록 하여 폐PVB에 혼합되는 비중개선재인 퍼라이트의 기공을 그대로 유지하도록 함으로써 가벼우면서도 방음, 보온, 방한 효과가 뛰어난 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 재활용PVB 펠렛의 제조장치 도면
도 2는 본 발명에 의한 재활용PVB 펠렛의 기본 공정도
도 3은 본 발명에 의한 재활용PVB 펠렛의 상세 공정도
도 4는 본 발명에 의한 재활용PVB 시트의 제조장치 도면
도 5는 본 발명에 의한 재활용PVB 시트의 기본 공정도
도 6은 본 발명에 의한 재활용PVB 시트의 상세 공정도
도 7은 본 발명의 퍼라이트 단면 비교 구성도
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 폐PVB에 혼합되는 비중개선재인 퍼라이트의 기공을 그대로 유지하도록 함으로써 가벼우면서도 방음, 보온, 방한 효과가 뛰어난 제품을 생산할 수 있도록 한 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 및 시트의 제조장치와 제조방법에 관한 것으로서, 도 1 내지 도 7을 참조하여 먼저 펠렛 제조방법에 대해 살표보면 원료투입단계(S101), 1차용융혼합단계(S102), 냉각단계(S103), 2차용융혼합단계(S104), 롤성형단계(S105), 공기냉각단계(S106) 및 절단단계(S107)를 포함하여 이루어진다.
상기 원료투입단계(S101)는 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료를 투입하는 단계이다.
종래에는 주재료인 폐PVB에 충전재 및 비중개선재를 동시에 용융배합기에 투입한 후 히터나 열매 등으로 가온하면서 배합하고, 다시 용융압출기에서 가온 및 가압하여 다이스를 통해 가닥형태로 형성되어 배출되게 한 후 수냉각 및 절단을 통해 펠렛을 제조하였다.
하지만, 본 발명에서는 폐PVB에 충전재만 먼저 혼합한 후, 후공정에서 비중개선재를 혼합하도록 하였다. 이는 후술되는 냉각단계(S103)를 통해 원료의 온도를 120∼150℃로 하강한 상태에서 비중개선재를 투입함으로써 도 7에서와 같이 비중개선재의 기공 막힘을 방지하기 위함이다.
상기 1차용융혼합단계(S102)는 투입된 상기 원료를 180∼200℃의 히터온도를 유지하는 용융배합기 내에서 용융혼합하도록 구성된다.
상기 1차용융혼합단계(S102)가 완료되면, 본 발명에서의 기술적 특징인 냉각단계(S103)를 수행하도록 한다. 냉각단계(S103)는 상기 1차용융혼합된 원료를 용융배합기에 설치된 냉각라인을 통해 원료의 온도를 120∼150℃로 하강하도록 구성된다. 이 냉각단계(S103)의 구성은 상술된 바와 같이 원료의 온도를 120∼150℃로 하강한 상태에서 비중개선재를 투입함으로써 비중개선재의 기공 막힘을 방지하기 위함인 것이다.
상기 냉각단계(S103)가 완료되면 원료투입단계(S101)에서 혼합하지 않은 비중개선재를 투입하여 용융혼합하는 2차용융혼합단계(S104)가 수행된다. 2차용융혼합단계(S104)는 상기 용융배합기 내의 120∼150℃ 온도 상에서 퍼라이트를 포함하는 비중개선재를 투입하여 용융혼합하는 단계이다.
본 발명에서는 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재, 퍼라이트를 포함하는 비중개선재를 모두 투입하되, 비중개선재의 투입 전에 냉각단계(S103)를 수행하도록 한 것이 큰 특징이다.
상기 비중개선제를 혼합하여 2차용융혼합된 원료는 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동되는 롤성형기를 통해 성형하는 롤성형단계(S105)를 거치게 되며, 이 롤성형 단계(S105)를 거쳐 배출되는 성형물을 0∼10℃의 찬공기를 공급하여 된 챔버 내 온도 15∼25℃에서 냉각하는 공기냉각단계(S106)와, 상기 공기냉각단계(S106)를 거쳐 배출되는 성형물을 원하는 형태로 커팅하는 절단단계(S107)가 더 수행된다.
이로서 본 발명에 의한 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛의 제조가 완료되며, 위 과정 후, 상기 절단단계(S107)를 거쳐 배출되는 절단형태의 성형물을 다시 상온 상의 공기중에 송풍기의 풍력으로 냉각한 다음, 펠렛 형태로 절단하는 펠렛성형단계(S108)를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 의해 생상된 재활용PVB 펠렛은 친환경 소재이고, 비중개선재의 기공이 그대로 유지되어 가벼우면서도 방음, 보온, 방한 효과가 뛰어나 친환경 바닥내장재, 친환경 벽지, 친환경 층간소음재 등의 재료로 적합하다.
상술된 바와 같은 본 발명에 의한 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조방법을 구현하기 위한 제조장치는 도 1을 참조하여 설명하면 호퍼(10), 용융배합기(20), 롤성형기(30), 공기냉각기(40) 및 절단기(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 호퍼(10)에는 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료가 투입되도록 구성되며, 상기 호퍼(10)에는 후술되는 퍼라이트를 포함하는 비중개선재가 투입된다.
상기 용융배합기(20)는 상기 호퍼(10)의 원료를 공급받아 180∼200℃의 온도를 유지하여 원료를 용융혼합하도록 히터(21)가 구비되고, 원료의 온도를 120∼150℃로 하강시키기 위해 냉각라인(23, 냉매라인 또는 냉각수라인)이 구비된다.
상기 롤성형기(30)는 용융배합기(20)를 거쳐 배출되는 원료를 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동시켜 성형하도록 구성되며, 상기 공기냉각기(40)는 롤성형기(30)를 거쳐 배출되는 성형물을 0∼10℃의 찬공기를 공급하여 된 챔버 내 온도 15∼25℃에서 냉각시키도록 구성된다.
그리고, 상기 절단기(50)는 공기냉각기(40)를 거쳐 배출되는 성형물을 원하는 형태로 절단하도록 구성된다.
이때, 상기 절단기(50)에서 배출되는 성형절단물을 다시 15∼25℃의 공기중에 냉각하고, 펠렛 형태로 절단하는 펠렛절단기(60)를 더 구비할 수도 있다.
이와 유사한 방법으로 수행되는 본 발명에 의한 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조방법에 대해 도 4 내지 도 6을 참조하여 살펴보면 원료투입단계(S201), 1차용융혼합단계(S202), 냉각단계(S203), 2차용융혼합단계(S204), 롤성형단계(S205), 시트제조단계(S206) 및 시트권취단계(S207)를 포함하여 이루어진다.
상기 원료투입단계(S201)∼롤성형단계(S205) 까지의 과정들은 상기한 펠렛 제조방법에서 설명된 원료투입단계(S101)∼롤성형단계(S105)와 동일하므로 상세한 설명은 생략하며, 그 외 추가되는 시트제조단계(S206) 및 시트권취단계(S207)에 대해 설명한다.
상기 시트제조단계(S206)는 롤성형단계(S205)를 거쳐 배출되는 성형물을 시트형태로 제조하도록 구성되며, 시트권취단계(S207)에서 상기 시트제조단계(S206)를 거쳐 배출되는 시트를 권취함으로써 구현된다.
상기 시트의 제조시, 종래의 장치에서는 180∼230℃의 고온 및 50∼200㎏/㎠의 고압을 유지하는 용융압출기를 이용한 T-다이스를 통해 판재로 성형한 후 시트제조장치로 투입하였으나, 본 발명에서는 1∼10㎏/㎠의 압력하의 롤성형기를 이용하여 판재로 성형한 후 시트제조장치로 투입하도록 구성하였다.
본 발명에 의한 시트 제조방법으로 시트를 생산하면 시트의 표면상태가 용융압출방식에 비해 거칠게 되므로 용융압출방식과 동일한 표면상태를 만들기 위해 2차용융혼합 단계(S204)와 롤성형단계(S205) 사이에 트윈스크류를 구비하여 원료를 혼합하는 혼합단계(S204-1)를 추가 수행하도록 구성하였다. 이때, 트윈스크류는 5∼15㎏/㎠의 압력하에서 작동되며, 상기 트윈스크류 및 롤성형기에 히터를 설치하여 시트표면만 온도를 180∼230℃로 유지하도록 함이 바람직하다.
상기 트윈스크류는 한 쌍의 스크류가 설치되고, 그 한 쌍의 스크류 사이의 공간으로 인해 용융혼합된 원료의 압력은 적게 받으면서도 이송량을 증가시킬 수 있게 된다. 그리고 트윈스크류를 작동하는 실린더의 길이가 길어지면 압력이 발생하므로 실린더 길이를 30∼50㎝로 짧게 형성하도록 하여 이로 인해 히터를 설치하더라도 시트의 표면부분만 용융되어 비중은 유지되면서 매끈한 표면을 갖도록 하는 역할을 하게 된다.
상기 시트 제조방법에 있어 롤성형기는 기존의 T-다이스를 대신하는 장치로 원료를 판재 모양으로 성형하는 역할을 수행하며, 이때 롤성형기의 롤(roll)에 히터를 설치하여 180∼230℃의 온도를 유지하여 주면 롤에 닿은 시트의 표면만 용융압출기에서와 같은 표면상태를 만들어 주게 된다.
상술된 바와 같은 본 발명에 의한 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조방법을 구현하기 위한 제조장치는 도 4를 참조하여 설명하면 호퍼(10), 용융배합기(20), 트윈스크류(80), 롤성형기(30), 시트제조기(90) 및 와인더(95)를 포함하여 이루어진다.
상기 호퍼(10)에는 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료가 투입되도록 구성되며, 상기 호퍼(10)에는 후술되는 퍼라이트를 포함하는 비중개선재가 투입된다.
상기 용융배합기(20)는 상기 호퍼(10)의 원료를 공급받아 180∼200℃의 온도를 유지하여 원료를 용융혼합하도록 히터(21)가 구비되고, 원료의 온도를 120∼150℃로 하강시키기 위해 냉각라인(23)이 구비된다.
상기 트윈스크류(80)는 용융배합기(20)를 거쳐 배출되는 원료의 압력은 적게 받으면서도 이송량을 증가시키기 위해 한 쌍의 스크류로 설치되어 5∼15㎏/㎠의 압력하에서 작동되며, 상기 롤성형기(30)는 트윈스크류(80)를 거쳐 배출되는 원료를 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동시켜 성형하도록 구성된다.
그리고, 시트제조기(90)는 롤성형기(30)를 거쳐 배출되는 성형물을 시트형태로 제조하도록 구성되며, 와인더(95)는 시트제조기(90)를 거쳐 배출되는 시트를 권취하도록 구성된다.
상기한 시트 제조장치에서 트윈스크류(80) 및 롤성형기(30)에서 성형물의 표면온도를 180∼230℃ 유지하기 위해 히터가 각각 구비된다.
상술된 바와 같은 본 발명의 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조방법 및 시트 제조방법에 의한 비중개선재의 배합비에 따른 비중개선효과는 아래 표.2의 실험예와 같다.
구분 PVB 충전재 비중
개선재		 합계 제품비중
(이론치)
(㎏/ℓ)		 제품비중
(발명방식)
(㎏/ℓ)		 제품비중
(종래방식)
(㎏/ℓ)		 감량비율
이론(%)		 감량비율
발명(%)
비중 1.15 2.93 0.1



구
성
비
(중량%)		 60 30 10 100 1.579 1.589 1.689 6.51 5.92
50 30 20 100 1.474 1.494 1.694 12.99 11.81
40 30 30 100 1.369 1.399 1.699 19.42 17.66
20 60 20 100 1.548 1.568 1.776 12.83 11.71
20 30 50 100 1.159 1.209 1.709 32.18 29.26
10 30 60 100 1.054 1.114 1.714 38.51 35.01
50 40 10 100 1.757 1.767 1.867 5.89 5.36
40 40 20 100 1.652 1.672 1.872 11.75 10.68
30 40 30 100 1.547 1.577 1.877 17.58 15.98
20 40 40 100 1.442 1.482 1.882 23.38 21.25
10 40 50 100 1.337 1.387 1.887 29.15 26.50
20 70 10 100 1.703 1.726 2.032 16.19 15.05
10 50 40 100 1.620 1.660 2.060 21.36 19.42

위 실험예에서 부재료로 난연재나 색상조절재가 포함되나, 소량이어서 비중에 영향이 거의 없어서 충전재에 포함된 것으로 보고 표에서는 제외하였으며, 비중개선재는 퍼라이트를 기준으로 예시하였다.
위 표.2에서와 같이 본 발명에 의한 비중개선효과는 제품생산 가능 범위에서 최저 5.36％, 최고 35.01％의 감량효과를 나타내었음을 알 수 있다. 여기에서 제품생산 가능 범위라 함은 비중개선재가 10％ 이하로 사용될 경우 비중개선효과가 5.36％로 적고, 비중개선재가 60％ 이상일 경우 비중의 개선효과가 35.01％로 크게 나타나지만, 그에 따라 단가가 상승하여 경제성이 없어 실제로 생산할 가능성이 적은 제품을 제외한 제품을 지칭한다.
이에 본 발명에 의한 제품은 폐PVB가 10∼60중량％, 기타 보조재를 포함한 충전재 30∼70중량％, 비중개선재 10∼60중량％ 사이에서 배합하여 생산하도록 하였다.
그리고, 본 발명에서의 비중개선재는 반드시 다공성의 퍼라이트, 목분, 카본, 경탄, 화산석 분말이며, 비중개선재의 종류에 따라 제품의 비중은 달라지나, 배합비에 따른 비중의 감량비율은 동일한 특성을 나타내게 된다.
10 : 호퍼 20 : 용융배합기
21 : 히터 23 : 냉각라인
30 : 롤성형기 40 : 공기냉각기
50 : 절단기 60 : 펠렛절단기
80 : 트윈스크류 90 : 시트제조기
95 : 와인더
S101 : 원료투입단계 S102 : 1차용융혼합단계
S103 : 냉각단계 S104 : 2차용융혼합단계
S105 : 롤성형단계 S106 : 공기냉각단계
S107 : 절단단계 S108 : 펠렛성형단계
S201 : 원료투입단계 S202 : 1차용융혼합단계
S203 : 냉각단계 S204 : 2차용융혼합단계
S204-1 : 혼합단계 S205 : 롤성형단계
S206 : 시트제조단계 S207 : 시트권취단계

Claims (12)

  1. 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료 및 퍼라이트를 포함하는 비중개선재가 투입되는 호퍼(10);
    상기 호퍼(10)의 원료를 공급받아 180∼200℃의 온도를 유지하여 원료를 용융혼합하도록 히터(21)가 구비되고, 원료의 온도를 120∼150℃로 하강시키기 위해 냉각라인(23)이 구비되는 용융배합기(20);
    상기 용융배합기(20)를 거쳐 배출되는 원료를 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동시켜 성형하는 롤성형기(30);
    상기 롤성형기(30)를 거쳐 배출되는 성형물을 0∼10℃의 찬공기를 공급하여 된 챔버 내 온도 15∼25℃에서 냉각시키는 공기냉각기(40);
    상기 공기냉각기(40)를 거쳐 배출되는 성형물을 원하는 형태로 절단하는 절단기(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절단기(50)에서 배출되는 성형절단물을 다시 15∼25℃의 공기중에 냉각하고, 펠렛 형태로 절단하는 펠렛절단기(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조장치.
  3. 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료를 투입하는 원료투입단계(S101);
    상기 원료를 180∼200℃의 히터온도를 유지하는 용융배합기 내에서 용융혼합하는 1차용융혼합단계(S102);
    상기 원료의 1차용융혼합 후 용융배합기에 설치된 냉각라인을 통해 원료의 온도를 120∼150℃로 하강하는 냉각단계(S103);
    상기 용융배합기 내의 120∼150℃ 온도 상에서 퍼라이트를 포함하는 비중개선재를 투입하여 용융혼합하는 2차용융혼합단계(S104);
    상기 2차 용융혼합된 원료를 배출하여 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동되는 롤성형기를 통해 성형하는 롤성형단계(S105);
    상기 롤성형단계(S105)를 거쳐 배출되는 성형물을 0∼10℃의 찬공기를 공급하여 된 챔버 내 온도 15∼25℃에서 냉각하는 공기냉각단계(S106);
    상기 공기냉각단계(S106)를 거쳐 배출되는 성형물을 원하는 형태로 커팅하는 절단단계(S107);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절단단계(S107)를 거쳐 배출되는 절단형태의 성형물을 다시 상온 상의 공기중에 송풍기의 풍력으로 냉각한 다음, 펠렛 형태로 절단하는 펠렛성형단계(S108)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 펠렛 제조시 사용되는 원료는 폐PVB 10∼60중량％, 충전재 30∼70중량％, 비중개선재 10∼60중량％로 형성되는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비중개선재는 다공성의 퍼라이트, 목분, 카본, 경탄, 화산석 분말 중 적어도 어느 하나 또는 하나 이상으로 혼합된 것을 사용하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 펠렛 제조방법.
  7. 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료 및 퍼라이트를 포함하는 비중개선재가 투입되는 호퍼(10);
    상기 호퍼(10)의 원료를 공급받아 180∼200℃의 온도를 유지하여 원료를 용융혼합하도록 히터(21)가 구비되고, 원료의 온도를 120∼150℃로 하강시키기 위해 냉각라인(23)이 구비되는 용융배합기(20);
    상기 용융배합기(20)를 거쳐 배출되는 원료의 압력은 적게 받으면서도 이송량을 증가시키기 위해 한 쌍의 스크류로 설치되어 5∼15㎏/㎠의 압력하에서 작동되는 트윈스크류(80);
    상기 트윈스크류(80)를 거쳐 배출되는 원료를 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동시켜 성형하는 롤성형기(30);
    상기 롤성형기(30)를 거쳐 배출되는 성형물을 시트형태로 제조하는 시트제조기(90);
    상기 시트제조기(90)를 거쳐 배출되는 시트를 권취하는 와인더(95);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 트윈스크류(80) 및 롤성형기(30)에서 성형물의 표면온도를 180∼230℃ 유지하기 위해 히터가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조장치.
  9. 주재료인 폐PVB에 탄산칼슘으로 된 충전재를 혼합한 원료를 투입하는 원료투입단계(S201);
    상기 원료를 180∼200℃의 히터온도를 유지하는 용융배합기 내에서 용융혼합하는 1차용융혼합단계(S202);
    상기 원료의 1차용융혼합 후 용융배합기에 설치된 냉각라인을 통해 원료의 온도를 120∼150℃로 하강하는 냉각단계(S203);
    상기 용융배합기 내의 120∼150℃ 온도 상에서 퍼라이트를 포함하는 비중개선재를 투입하여 용융혼합하는 2차용융혼합단계(S204);
    상기 2차 용융혼합된 원료를 배출하여 1∼10㎏/㎠ 의 압력하에 작동되는 롤성형기를 통해 성형하는 롤성형단계(S205);
    상기 롤성형단계(S205)를 거쳐 배출되는 성형물을 시트형태로 제조하는 시트제조단계(S206);
    상기 시트제조단계(S206)를 거쳐 배출되는 시트를 권취하는 시트권취단계(S207)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 2차용융혼합 단계(S204)와 롤성형 단계(S205) 사이에 5∼15㎏/㎠의 압력하에서 작동되는 트윈스크류를 구비하여 원료를 혼합하는 혼합단계(S204-1)를 추가 수행하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 시트 제조시 사용되는 원료는 폐PVB 10∼60중량％, 충전재 30∼70중량％, 비중개선재 10∼60중량％로 형성되는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비중개선재는 다공성의 퍼라이트, 목분, 카본, 경탄, 화산석 분말 중 적어도 어느 하나 또는 하나 이상으로 혼합된 것을 사용하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 폐PVB를 이용한 재활용PVB 시트 제조방법.
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