KR101769532B1 - 폐분체도료 재생장치 및 이를 이용한 폐분체도료 재생방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐분체도료 미분을 용융압출기로 공급하는 폐분체도료 공급수단; 및 상기 폐분체도료 공급수단으로부터 공급되는 폐분체도료 미분을 용융압출하는 폐분체도료 용융압출수단;을 포함하여 구성되는 폐분체도료 재생장치에 있어서, 상기 폐분체도료 공급수단은 상부로부터 공급되는 폐분체도료 미분을 하부로 전달하는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 호퍼; 상기 호퍼의 하부에 연결되는 압축공기 공급수단; 상기 압축공기 공급수단의 하부에 구성되는 폐분체도료 미분 정량공급수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐분체도료 재생장치 및 이를 비용한 폐분체도료 재생방법에 대한 것이다.

Description

폐분체도료 재생장치 및 이를 이용한 폐분체도료 재생방법{Recycling device of waste powdery paint and method for recycling waste powdery paint using the same}

본 발명은 수거된 폐분체도료를 재생하여 도료 폐기에 따른 환경오염을 예방하고 도료 폐기에 따른 제반 공수 및 비용을 줄일 수 있도록 하는 폐분체도료 재생장치 및 이를 이용한 폐분체도료 재생방법에 대한 것이다.

보다 구체적으로 본 발명은 폐분체도료 미분을 용융압출기로 공급하는 폐분체도료 공급수단; 및 상기 폐분체도료 공급수단으로부터 공급되는 폐분체도료 미분을 용융압출하는 폐분체도료 용융압출수단;을 포함하여 구성되는 폐분체도료 재생장치에 있어서, 상기 폐분체도료 공급수단은 상부로부터 공급되는 폐분체도료 미분을 하부로 전달하는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 호퍼; 상기 호퍼의 하부에 연결되는 압축공기 공급수단; 및 상기 압축공기 공급수단의 하부에 구성되는 폐분체도료 미분 정량공급수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐분체도료 재생장치 및 이를 비용한 폐분체도료 재생방법에 대한 것이다.

분체도료는 액상도료와 달리 용제에 의한 중독이나 화재위험이 적고, 도장작업이 용이한 장점이 있다. 이러한 분체도료는 종류가 다양하나, 그 중에서도 에폭시수지로 된 에폭시계 도료, 에폭시수지와 폴리에스테르수지가 소정비율로 혼합된 에폭시-폴리에스테르계 도료, 수지성분이 폴리에스테르수지만으로 된 폴리에스테르계 도료가 주종을 이룬다. 이와 같은 분체도료를 사용하는 경우에는 분체도료를 정전도장 등의 방법으로 피도장물에 부착시킨 다음 열처리하는데, 이때 도료의 수지성분이 열에 의해 가교결합되어 도막이 경화된다. 또한, 분체도료는 보관 및 사용시 장시간 햇빛에 노출되거나 또는 소정온도에서 장시간 노출되어도 수지성분들의 가교결합이 일어나지 않아야 하므로, 일반적으로 160 내지 250 ^oC의 온도범위에서 수지성분들이 가교결합이 일어나도록 제조된다.

이와 같은 분체도료는 액상도료와 달리 일단 특정색상으로 제조된 이후에는 색상이 다른 도료를 혼합하여 새로운 색으로 조색하여 사용할 수 없으므로 액상도료에 비해 폐기처분되는 양이 많다. 또한, 분체도료는 도장시 도장부스 내에 떨어져서 손실되는 도료의 양이 상당히 많은데, 여러 가지 색상을 하나의 도장부스에서 도장하는 경우에는 떨어진 도료들이 여러 색상으로 오염되어 있어서 재활용이 곤란하므로 이와 같이 사용되지 않은 분체도료는 별도로 수거하여 소각처리하게 되는 데, 환경보호차원에서 도료의 처리는 엄격하게 관리되고 있다. 즉, 버려진 폐분체도료를 별도 지정된 폐기물 처리업체에서 수거하여 소각처리하고, 그 소각 후 남은 재를 공인 받아야한다. 그러나 상기와 같이 폐분체도료의 처리는 소각시켜야 하므로 소각으로 인한 매연이 발생되어 환경을 오염시키고, 소각처리 및 그 절차가 복잡한 문제점이 있었으며, 이러한 폐분체도료 처리에 많은 비용이 소요되어 도장원가가 상승되는 문제점이 있었다.

따라서 이러한 폐분체도료의 재생에 있어서 종래기술인 한국 공개특허 제2002-0031123호와 한국 등록특허 제0406195호에서는 분체도료의 제조공정에서 생성되는 부산물을 수집하여 불순물을 제거한 후 재사용하도록 하는 분체도료의 재처리방법 및 장치에 관한 기술이 기재되어 있으나, 이는 단순히 폐분체도료에서 이물질을 분리 한 후 용융 압출기에 의하여 혼합하는 기본적인 기술을 소개하고 있는 정도에 불과하다.

또한, 한국 등록특허 제0949379호에서는 폐분체도료에 수산기를 포함하는 용매로 되는 촉매를 첨가하여 폐분체도료를 재처리하는 기술에 대하여 기재되고 있으나, 이는 회수 분체도료 중에 특수무늬 분체도료가 포함되어 있는 다소 특수한 경우에 있어서 효과적인 재생방법에 불과한 것이다.

한편, 이러한 폐분체도료의 재활용에 있어서는 압출조건을 제어하는 것이 일반적으로 가장 중요한 부분으로 특히 다양한 색상의 혼합물인 폐분체도료 미분을 용융압출기에 일정하게 공급하는 기술과 이러한 공급되는 미분의 폐분체도료 입자를 용융압출기에서 효과적으로 혼합하여 압출하여 재생하는 기술이 뒷받침되어야만 최종 재활용된 폐분체도료가 일반 분체도료와의 물성의 차이를 줄일 수 있게 되고, 결과적으로 최종 도막의 우수한 광택과 품질의 균일성을 달성할 수 분체도료로서 활용이 가능하게 된다.

한국 공개특허 제2002-0031123호 한국 등록특허 제0406195호 한국 등록특허 제0949379호

본 발명은 상기 기술한 종래기술의 문제점을 해결할 수 있는 기술로서, 다양한 색상의 혼합물인 폐분체도료 미분을 용융압출기에 일정하게 공급하는 폐분체도료 미분 공급수단과 이러한 공급되는 폐분체도료 미분을 용융압출기에서 효과적으로 혼합하여 압출하는 폐분체도료 미분 압출수단을 포함하는 폐분체도료 재생장치를 제공하고자 한다.

또한, 상기 폐분체도료 재생장치를 이용하여 다양한 색상의 혼합물인 폐분체도료 미분을 포함하는 폐분체도료를 재생하는 방법을 제공하고자 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 폐분체도료 미분을 용융압출기로 공급하는 폐분체도료 공급수단; 및 상기 폐분체도료 공급수단으로부터 공급되는 폐분체도료 미분을 용융압출하는 폐분체도료 용융압출수단;을 포함하여 구성되는 폐분체도료 재생장치에 있어서, 상기 폐분체도료 공급수단은 상부로부터 공급되는 폐분체도료 미분을 하부로 전달하는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 호퍼; 상기 호퍼의 하부에 연결되는 압축공기 공급수단; 상기 압축공기 공급수단의 하부에 구성되는 폐분체도료 미분 정량공급수단;을 포함하여 구성되는 폐분체도료 재생장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 폐분체도료 용융압출수단;은 상기 폐분체도료 미분 정량공급수단으로부터 폐분체도료 미분을 공급받는 폐분체도료 미분 공급부; 및 배럴 내에 병렬상태로 삽입된 1쌍의 맞물리는 스크류로 구성되어 공급되는 폐분체도료 미분을 용융 및 혼합하여 토출구로 압출하는 트윈스크류; 및 용융 혼합된 폐분체도료가 토출되는 토출구를 포함하여 구성되는 폐분체도료 재생장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 압축공기 공급수단은 간헐적으로 압축공기를 호퍼 하부의 내부로 분사하여 호퍼 내부의 측면에 적체되는 폐분체도료 미분을 폐분체도료 미분 정량공급수단으로 공급될 수 있도록 하는 폐분체도료 재생장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 폐분체도료 미분 공급부는 상기 폐분체도료 용융압출수단의 측면으로 폐분체도료 미분을 공급하는 폐분체도료 재생장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 트윈스크류를 구성하는 각각의 스크류는 미분 공급부로부터 토출구 방향으로 순차적으로 1차 혼련세그먼트, 2차 혼련세그먼트 및 3차 혼련세그먼트의 3개 영역의 혼련세그먼트로 구성되는 폐분체도료 재생장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 3개 영역의 각각 혼련세그먼트는 스크류 축을 기준으로 서로 다른 각도의 혼련날개들로 구성되는 폐분체도료 재생장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 3개 영역의 혼련세그먼트는 각각 서로 다른 개수의 혼련날개들로 구성되는 폐분체도료 재생장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 3개 영역의 혼련세그먼트는 5 내지 10%의 1차 혼련세그먼트, 30 내지 60%의 2차 혼련세그먼트 및 30 내지 60% 3차 혼련세그먼트의 길이비율인 폐분체도료 재생장치를 제공한다..

또한, 본 발명의 상기 3개 영역의 혼련세그먼트 각각의 혼련날개와 스크류 축 사이의 각도는 1차 혼련세그먼트는 65 내지 80도이고, 2차 혼련세그먼트는 30 내지 45도이며, 3차 혼련세그먼트는 75 내지 90도인 폐분체도료 재생장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 3개 영역의 혼련세그먼트 각각의 혼련날개의 개수는 1차 혼련세그먼트는 1 내지 5개이고, 2차 혼련세그먼트는 5 내지 10개이며, 3차 혼련세그먼트는 5 내지 20개인 폐분체도료 재생장치를 제공한다.

또한, 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 폐분체도료 미분을 간헐적으로 공급되는 압축공기를 포함하는 폐분체도료 미분 정량공급수단을 이용하여 용융압출기의 측면으로 공급하는 폐분체도료 공급단계; 공급되는 폐분체도료 미분을 3개 영역의 혼련세그먼트로 구성된 트윈스크류 용융압출기를 이용하여 용융. 혼합하여 압출하는 단계를 포함하는 폐분체도료 재생방법을 제공한다.

본 발명은 다양한 색상의 혼합물인 폐분체도료 미분을 용융압출기에 일정하게 공급하는 기술과 이러한 공급되는 미분의 폐분체도료 입자를 용융압출기에서 효과적으로 혼합하여 압출하여 재생하는 제공하여 최종 재활용된 폐분체도료가 일반 분체도료와의 물성의 차이를 줄일 수 있게 되고 결과적으로 최종 도막의 우수한 광택과 품질의 균일성을 달성할 수 있도록 한 것으로 기존에 사용되지 않은 분체도료의 소각처리에 의한 환경오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 재활용을 통하여 도장원가를 낮출 수 있는 경제적인 장점이 있는 기술이다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 폐분체도료 재생장치의 주요 구성만을 나타낸 전체적인 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 폐분체도료 재생장치의 주요 구성 중 폐분체도료 공급수단의 요부 확대도 이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 폐분체도료 재생장치의 주요 구성 중 폐분체도료 용융압출수단의 요부 확대도 이다

이하, 첨부된 도면 등을 이용하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 폐분체도료 재생장치의 주요 구성만을 나타낸 전체적인 개략도이고, 도 2는 폐분체도료 재생장치의 주요 구성 중 폐분체도료 공급수단을 확대한 것이며, 도 3은 폐분체도료 용융압출수단을 확대한 것이다.

먼저 폐분체도료를 회수하여 본 발명의 폐분체도료 공급수단으로 공급되기 전까지의 단계에 대하여 설명한다.

분체도료를 원료로 한 도장방법은 코로나 방전을 이용하여 분체도료를 분사시켜 도장하게 되는 데, 이러한 도장법은 분체도료가 분사되어 도장되기 때문에 분사된 분체도료 중 대략 30 내지 60%가 사용되지 않고 버려지게 된다. 따라서 이와 같이 사용되지 않은 분체도료는 혼합수단에 의하여 폐분체도료를 혼합하는 데, 색상별로 저장된 하나 이상의 각 저장탱크에서 공급되는 분체도료를 수납하는 수납탱크; 몸체에 무수히 많은 구멍들이 통공되어 상기 수납탱크 내부에 장착되는 다공판; 상기 다공판 하부의 수납탱크에 공기를 공급하는 공기공급장치로 구성되는 혼합수단을 이용하여 폐분체도료를 혼합시킨다. 혼합수단은 상기 다공판이 내장되고 공기압축기가 연결된 상기 수납탱크를 다단식으로 연결하여, 폐분체도료를 단계적으로 혼합시키는 것이 보다 바람직하다.

다음으로 폐분체도료가 공급수단을 통하여 용융압출수단에 공급되어 트윈 스크류 용융압출기(Twin Screw Extruder)에 의하여 용융 및 혼합되는 용융압출 단계에 대하여 설명한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 폐분체도료 재생장치(1)는 도 1 및 도 2에 기재한 바와 같이 폐분체도료 미분을 용융압출기로 공급하는 폐분체도료 공급수단(2); 및 상기 폐분체도료 공급수단으로부터 공급되는 폐분체도료 미분을 용융압출하는 폐분체도료 용융압출수단(3);을 포함하여 구성되는 폐분체도료 재생장치에 있어서, 상기 폐분체도료 공급수단은 상부로부터 공급되는 폐분체도료 미분을 하부로 전달하는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 호퍼(hopper)(10); 상기 호퍼의 하부에 연결되는 압축공기 공급수단(20); 상기 압축공기 공급수단의 하부에 구성되는 폐분체도료 미분 정량공급수단(30)을 포함하여 구성될 수 있다.

앞서 기술한 바에 따라 혼합된 폐분체도료 미분은 폐분체도료 공급수단(2)을 통하여 폐분체도료 용융압출수단(3)으로 공급되게 된다. 이러한 폐분체도료를 공급함에 있어서 종래기술에서는 일반적인 용융압출기의 상부에 구성되는 일반적인 형태의 공급수단인 호퍼를 이용하여 폐분체도료를 공급하게 되는데, 혼합된 폐분체도료의 폐분체도료의 형상은 일반적으로 매우 고운 미립자의 형상을 하고 있어 공급되는 폐분체도료의 미분은 호퍼의 측면을 따라서 적층되어 쌓이는 현상이 발생하여 폐분체도료를 용융압출수단으로 일정한 양으로 정량적인 공급이 어렵게 된다.

그러나 본 발명의 상기 압축공기 공급수단(20)은 간헐적으로 압축공기를 호퍼(10) 하부의 내부로 분사하여 호퍼 내부의 측면에 적체되는 폐분체도료 미분을 폐분체도료 미분 정량공급수단(30)으로 공급될 수 있도록 한 것으로 바람직하게는 에어콤프례셔(미도시)에서 압축공기를 공급받아 펄스밸브를 통하여 일정한 시간간격으로 호퍼 내부에 작은 폭발의 형태로 공기를 공급한다. 이렇게 공급된 압축공기는 호퍼 내부의 측면에 적체되는 폐분체도료 미분을 제거하여 폐분체도료 미분 정량공급수단으로 안정적으로 정량을 공급할 수 있게 된다.

한편, 공급되는 폐분체도료를 용융/혼합하여 압출하는 폐분체도료 용융압출기는 일반적으로 배럴 및 스크류와 가열장치로 구성되는데 미분의 고른 혼합을 위하여는 단일 스크류 용융압출기(Single Screw Extruder)보다는 트윈 스크류 용융압출기(Twin Screw Extruder)가 보다 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만, 미세한 입자의 용융, 혼합 및 압출에 있어서는 단순히 트윈 스크류 용융압출기(Twin Screw Extruder)의 사용만으로는 원하는 혼합 및 압출의 효과를 얻기는 어려운 경우가 다수 발생한다. 특히 본 발명과 관련된 폐분체도료의 경우가 그러하다, 즉 폐분체도료는 그 입자의 형상이 매우 고운 미립자이고 공급되는 폐분체도료는 다양한 색상의 혼합물이며, 우수한 성능을 가지는 분체도료를 위하여 폐분체도료 그뿐만 아니라. 고분자 수지 등 첨가물이 추가되는 경우에는 첨가제 등의 분해를 방지하기 위하여 비교적 짧은 시간 내에 균일한 혼합이 이루어져야 하는 기술적 제약조건을 극복해야만 원하는 성능을 가지는 폐분체도료의 재생이 가능한 실정이다.

따라서 단순히 일반적인 호퍼와 트윈 스크류 용융압출기를 이용하여 폐분체도료 미립자를 용융혼합에 있어서는 호퍼를 따라 공급되는 폐분체도료의 미분은 호퍼의 측면을 따라서 적층되어 쌓이는 현상이 발생하게 되고, 이러한 적층현상의 발생에 의하여 용융압출기에는 폐분체도료의 안정적이고 정량적인 공급이 어렵게 되어 먼저 공급된 폐분체도료는 용융압출기 내부에서 오랜 시간 머물게 되면서 분해 등 원하지 않는 부반응이 생기며 뒤늦게 공급되는 폐분체도료와 용융압출기 내부에서 잔류하는 시간이 달라져서 효과적이고 균일한 혼합이 불가능 하게 된다.

또한, 일반적인 원료 공급장치인 호퍼는 통상 융융압출기의 상부에 연결되어 혼합하고자 하는 재료를 상부에서 하부방향으로 공급하도록 구성되어 있어서 폐분체도료와 같은 미립자 형태의 원료 공급에 있어서 초반에 공급된 원료가 매우 짧은 체류시간을 거쳐서 토출구 방향으로 이동될 가능성이 높은 취약한 형태를 가지고 있어 용융압출기에 폐분체도료의 공급위치의 변경을 통하여 초반에 공급된 폐분체도료의 안정적인 체류시간 및 혼합이 가능하도록 하여야만 효과적인 폐분체도료의 재생이 가능한 상황이다.

따라서 이러한 종래의 단순한 트윈 스크류 용융압출기를 이용하여 폐분체도료 미립자를 용융혼합하는 것이 아닌 본 발명은 도 3에 기재한 바와 같이 상기 폐분체도료 용융압출수단(3);은 상기 폐분체도료 미분 정량공급수단으로부터 폐분체도료 미분을 공급받는 폐분체도료 미분 공급부(40); 및 배럴 내에 병렬상태로 삽입된 1쌍의 맞물리는 스크류로 구성되어 공급되는 폐분체도료 미분을 용융 및 혼합하여 토출구로 압출하는 트윈스크류(50); 및 용융 혼합된 폐분체도료가 토출되는 토출구(60)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 폐분체도료 미분 공급부(40)는 상기 폐분체도료 용융압출수단(3)의 측면으로 폐분체도료 미분을 공급하는 것이 보다 바람직한데 그 이유는 일반적인 원료 공급장치인 호퍼는 통상 융융압출기의 상부에 연결되어 혼합하고자 하는 재료를 상부에서 공급하도록 구성되어 있어서 폐분체도료와 같은 미립자 형태의 원료 공급에 있어서 초반에 공급된 원료가 매우 짧은 체류시간을 거쳐서 토출구 방향으로 이동될 가능성이 높은 취약한 형태를 가지고 있으나 본 발명에 따른 폐분체도료 미분 공급부는 용융압출기의 측면으로 폐분체도료 미분을 공급함으로서 초반에 공급된 폐분체도료의 안정적인 체류시간 및 혼합이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 상기 트윈스크류를 구성하는 각각의 스크류는 미분 공급부로부터 토출구 방향으로 순차적으로 1차 혼련세그먼트(50-1), 2차 혼련세그먼트(50-2) 및 3차 혼련세그먼트(50-3)의 3개 영역의 혼련세그먼트로 구성될 수 있다. 이러한 3개 영역의 혼련세그먼트는 일반적인 단순한 하나의 혼련세그먼트 또는 2개의 혼련세그먼트에 비하여 안정적인 폐분체도료의 체류시간 및 혼합정도를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 3개 영역의 혼련세그먼트는 5 내지 10%의 1차 혼련세그먼트, 30 내지 60%의 2차 혼련세그먼트 및 30 내지 60% 3차 혼련세그먼트의 길이비율인 것을 제공한다. 혼련세그먼트의 길이 비율의 조절을 통하여 폐분체도료의 체류시간 및 혼합정도를 조절할 수 있는 장점이 있다.

보다 구체적인 혼련세그먼트의 비율에 따른 혼련효과를 살펴보면, 1차 혼련세그먼트의 길이 비율을 증가시키면 초기에 공급되는 폐분체도료 미분의 빠른 혼합 또는 이동이 시작되는 장점이 있어 다양한 첨가제를 혼합시에는 길이 비율을 증가시키는 것이 바람직하고, 2차 혼련세그먼트의 비율이 증가하면 초기 투입되는 폐분체도료가 충분히 용융할 수 있는 온도에 도달하는 시간을 확보할 수 있는 장점이 있어 폐분체도료를 구성하는 수지 등의 용융온도가 높은 경우에 보다 효과적이며, 다음으로 3차 혼련세그먼트는 용융된 폐분체도료 및 기타 첨가제가 용융된 후 본격적인 혼합이 이루어지는 구간으로 길이 비율이 증가하면 혼합의 효과는 커지지만 필요이상으로 길어질 때에는 폐분쳬도료 등이 열분해가 시작될 가능성이 있다. 따라서 1차 혼련세그먼트, 2차 혼현세그먼트 및 3차 혼련세그먼트의 길이 비율이 실질적으로 폐분체도료의 재생에 있어서 사용하는 트윈스크류 융융압출기에 있어서 중요한 기술적 의미를 가지며 이러한 길이 비율은 사용하는 수지의 용융온도를 고려할 필요가 있고, 본 발명에서 사용하는 폐분체도료의 용융압출은 95 내지 120 oC의 온도에서 200 내지 300 rpm의 스크류의 회전수를 사용하므로, 이러한 조건에서 3개 영역의 혼련세그먼트는 5 내지 10%의 1차 혼련세그먼트, 30 내지 60%의 2차 혼련세그먼트 및 30 내지 60% 3차 혼련세그먼트의 길이비율이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 3개 영역의 혼련세그먼트는 각각 서로 다른 개수의 혼련날개들로 구성되는 것을 제공한다. 서로 다른 개수의 혼련날개를 통하여 폐분체도료의 체류시간 및 혼합정도를 조절할 수 있고, 이러한 날개의 개수는 상기 혼련세그먼트의 길이 비율과 하기 혼련세그먼트의 각도에 따라서 최적화될 수 있으며, 본 발명에서 사용하는 폐분체도료의 용융압출은 95 내지 120 ℃의 온도에서 200 내지 300 rpm의 스크류의 회전수를 사용하는 경우에 본 발명의 상기 3개 영역의 혼련세그먼트 각각의 혼련날개의 개수는 1차 혼련세그먼트는 1 내지 5개이고, 2차 혼련세그먼트는 5 내지 10이며, 3차 혼련세그먼트는 5 내지 20개인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 3개 영역의 각각 혼련세그먼트는 스크류 축을 기준으로 서로 다른 각도의 혼련날개들로 구성되는 것을 제공한다. 서로 다른 각도의 혼련날개를 통하여 안정적인 폐분체도료의 체류시간 및 혼합정도를 조절할 수 있고, 본 발명의 상기 3개 영역의 혼련세그먼트 각각의 혼련날개와 스크류 축 사이의 각도는 1차 혼련세그먼트는 65 내지 80도이고, 2차 혼련세그먼트는 30 내지 45도이며, 3차 혼련세그먼트는 75 내지 90도인 것이 보다 바람직하다.

보다 구체적인 혼련세그먼트 각각의 혼련날개와 스크류축 사이의 각도에 따른 혼련효과를 살펴보면 기본적으로 각도를 줄이면 공급되는 폐분체도료의 이동속도가 증가하고, 각도를 늘리면 이동속도의 감소에 따른 용융압출기 내부에서의 체류기시간이 증가하게 된다. 즉, 1차 혼련세그먼트의 각도를 줄이면 초기에 공급되는 폐분체도료 미분의 빠른 혼합 또는 이동이 시작되는 장점이 있어 다양한 첨가제를 혼합시에는 각도를 줄이는 것이 바람직하고, 2차 혼련세그먼트의 각도를 늘리면 공급되는 폐분체도료의 이동속도가 감소하므로 초기 투입되는 폐분체도료가 충분히 용융할 수 있는 온도에 도달하는 시간을 확보할 수 있는 장점이 있어 폐분체도료를 구성하는 수지 등의 용융온도가 높은 경우에 보다 효과적이며, 다음으로 3차 혼련세그먼트는 용융된 폐분체도료 및 기타 첨가제가 용융된 후 본격적인 혼합이 이루어지는 구간으로 각도가 증가하면 혼합의 효과는 커지지만 필요이상으로 커질 때에는 폐분쳬도료의 체류시간이 필요 이상으로 길어져 열분해가 시작될 가능성이 있을 뿐만 아니라 토출량도 감소되어 폐분체도료의 재생의 경제성이 감소된다.

따라서 1차 혼련세그먼트, 2차 혼련세그먼트 및 3차 혼련세그먼트 각각의 혼련날개와 스크류축 사이의 각도 실질적으로 폐분체도료의 재생에 있어서 사용하는 트윈스크류 융융압출기에 있어서 중요한 기술적 의미를 가지며 이러한 각도는 사용하는 수지의 용융온도를 고려할 필요가 있고, 본 발명에서 사용하는 폐분체도료의 용융압출은 95 내지 120 ℃의 온도에서 200 내지 300 rpm의 스크류의 회전수를 사용하므로, 이러한 조건에서 3개 영역의 혼련세그먼트는 각각의 혼련날개와 스크류 축 사이의 각도는 1차 혼련세그먼트는 65 내지 80도이고, 2차 혼련세그먼트는 30 내지 45도 이며, 3차 혼련세그먼트는 75 내지 90도인 것이 바람직하다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 폐분체도료 미분을 간헐적으로 공급되는 압축공기를 포함하는 폐분체도료 미분 정량공급수단을 이용하여 용융압출기의 측면으로 공급하는 폐분체도료 공급단계; 공급되는 폐분체도료 미분을 3개 영역의 혼련세그먼트로 구성된 트윈스크류 용융압출기를 이용하여 용융. 혼합하여 압출하는 단계;를 포함하는 폐분체도료 재생방법을 제공한다. 따라서 본 발명에 따른 재생방법은 간헐적으로 공급되는 압축공기에 의하여 폐분체도료의 미분이 안정적으로 정량적인 공급이 가능하고, 안정적인 폐분체도료 미분은 용융압출기의 측면으로 공급되며, 공급된 폐분체도료의 효과적인 체류 및 혼합이 시작되어 3개 영역의 혼련세그먼트의 효과적인 혼합 및 압출이 이루어 질 수 있다.

마지막으로 본 발명에 따라 재생된 폐분체도료를 이용하여 초미립자 도료를 최종적으로 생산하는 방법에 대하여 설명한다.

상기 토출구로 토출되는 재생된 폐분체도료는 압착수단에 의하여 압착되거나 압착된 후 박판성형수단에 의하여 박판으로 성형될 수 있고, 박판성형수단은 일정간격 이격된 한 쌍의 롤러가 다단식으로 배열되며, 이들 다단식 롤러들은 하부로 갈수록 이격거리가 점차 좁아지게 배열되어 이들 롤러들을 통과하는 도료를 박판형상으로 형성될 수 있다.

이렇게 형성된 분체도료 박판은 분쇄수단에 의하여 분쇄될 수 있고, 분쇄수단은 탱크 내부에 한 쌍의 롤러가 다단식으로 배열되며, 이들 다단식 롤러들은 하부로 갈수록 이격거리가 점차 좁아지게 배열되어 이들 롤러들을 통과하는 박판형상의 도료를 분쇄하는 1차분쇄기; 상기 1차분쇄기에서 공급되는 분쇄된 도료를 해머의 진동으로 입자형태로 분쇄시키는 2차분쇄기; 상기 2차분쇄기에서 분쇄된 입자도료를 설정메시 이하의 입자만 통과하도록 거르는 제 1 체; 상기 제 1 체에서 공급된 입자도료를 해머의 진동으로 미립자형태로 분쇄시키는 3차분쇄기; 상기 3차분쇄기에서 공급되는 미립자도료를 칼날이 고속회전하여 초미립자상태로 분쇄시키는 4차분쇄기; 상기 4차분쇄기에서 분쇄된 초미립자도료를 설정 메시 이하의 입자만 통과하도록 거르는 제 2 체를 포함할 수 있다.

이렇게 분쇄된 분체도료 박판은 배출수단에 의하여 배출탱크 하부의 출구로 배출될 수 있는데, 상기 배출수단은 몸체의 상하부에 출구가 통공되고 몸체 측면에 입구가 통공되어 상기 분쇄수단의 제 2 체에서 공급되는 초미립자도료를 저장 배출시키는 배출탱크; 상기 제 2 체의 출구와 상기 배출탱크의 입구와 연통되게 설치되고, 상기 제 2 체에서 공급되는 공기를 열교환 방식으로 제습하고 상기 열교환된 공기와 초립자도료를 배출탱크로 이송시키는 냉동기를 포함하며, 여기서, 상기 배출탱크로 유입되는 공기와 초미립자도료 중 공기는 배출탱크 상부의 출구로 배출되고, 초미립자도료는 상기 배출수단은 상기 제 2 체와 상기 배출탱크 사이에 연결되는 파이프 외부에 단열재가 씌워져 외부와의 열전달을 차단하는 것이 바람직하다.

한편, 이러한 배출수단은 상기 배출탱크 내부에 공급되는 초미립자도료의 쌓인 높이를 감지하는 높이감지센서와 상기 초미립자의 습도를 감지하는 습도감지센서가 더 부착되어, 상기 높이감지센서와 습도감지센서가 초미립자도료의 설정된 이상의 높이 또는 습도를 감지할 때 상기 제 2 분쇄기 이후의 시스템이 정지되게 하여 시스템을 안정화시키고 건조상태가 양호한 재생도료를 양산할 수 있게 한다.

1: 폐분체도료 재생장치 2: 폐분체도료 공급수단
3: 폐분체도료 용융압출수단 10: 호퍼(hopper)
20: 압축공기 공급수단 30: 폐분체도료 미분 정량공급수단
40: 폐분체도료 미분 공급부 50: 트윈스크류
60: 토출구 50-1: 1차 혼련세그먼트
50-2: 2차 혼련세그먼트 50-3: 3차 혼련세그먼트

Claims (11)

1. i) 상부로부터 공급되는 폐분체도료 미분을 하부로 전달하는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 호퍼; 상기 호퍼의 하부에 연결되고 간헐적으로 압축공기를 호퍼 하부의 내부로 분사하여 호퍼 내부의 측면에 적체되는 폐분체도료 미분을 폐분체도료 미분 정량공급수단으로 공급될 수 있도록 하는 압축공기 공급수단; 및 상기 압축공기 공급수단의 하부에 구성되는 폐분체도료 미분 정량공급수단을 포함하여 구성되는 폐분체도료 정량공급수단을 이용하여 폐분체도료 미분을 공급하는 폐분체도료 미분 공급단계;
   ii) 상기 폐분체도료 정량공급수단으로부터 폐분체도료 미분을 공급받아 폐분체도료 용융압출수단의 측면으로 폐분체도료 미분을 공급하는 폐분체도료 미분 공급부; 배럴 내에 병렬상태로 삽입된 1쌍의 맞물리는 스크류로 구성되어 공급되는 폐분체도료 미분을 용융 및 혼합하여 토출구로 압출하는 미분 공급부로부터 토출구 방향으로 순차적으로 5 내지 10%의 1차 혼련세그먼트, 30 내지 60%의 2차 혼련세그먼트 및 30 내지 60% 3차 혼련세그먼트 길이비율의 스크류로 이루어진 3개 영역의 혼련세그먼트로 구성된 한쌍의 트윈스크류; 및 용융 혼합된 폐분체도료가 토출되는 토출구를 포함하여 구성되는 폐분체도료 용융압출수단을 통하여 폐분체도료를 용융압출하는 폐분체도료 용융압출단계;
   iii) 상기 토출구로 토출되는 폐분체도료를 압착하여 박판으로 성형할 수 있는 일정간격으로 이격된 한쌍의 롤러가 다단식으로 배열된 박판성형수단을 통하여 폐분체도료를 박판으로 성형하는 폐분체도료 박판성형단계; 및
   iv) 상기 박판성형수단에 의하여 박판으로 성형된 폐분체도료를 분쇄하는 폐분체도료 분쇄단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐분체도료 재생방법.
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9. 청구항 1에 있어서,
   상기 3개 영역의 혼련세그먼트는 각각의 혼련날개의 개수가 1차 혼련세그먼트는 1 내지 5개이고, 2차 혼련세그먼트는 5 내지 10개이며, 3차 혼련세그먼트는 5 내지 20개인 것을 특징으로 하는 폐분체도료 재생방법.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 3개 영역의 혼련세그먼트는 각각의 혼련날개와 스크류 축 사이의 각도가 1차 혼련세그먼트는 65 내지 80도이고, 2차 혼련세그먼트는 30 내지 45도이며, 3차 혼련세그먼트는 75 내지 90도인 것을 특징으로 하는 폐분체도료 재생방법.
11. 삭제

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