KR102076036B1 - 재생 퍼라이트를 포함하는 플라스틱 수지, 이로부터 제조된 플라스틱 성형품 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재생 퍼라이트를 포함하는 플라스틱 수지, 이로부터 제조된 플라스틱 성형품 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 제조방법은, (a) 폐기품으로부터 수집된 폐 퍼라이트를 재생하여 재생 퍼라이트를 획득하는 단계, (b) 상기 재생 퍼라이트와 합성수지를 배합하되 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 재생 퍼라이트의 함량이 1 내지 20중량%가 되도록 배합하여 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 수지를 제조하는 단계, (c) 상기 플라스틱 수지를 용융하는 단계, 및 (d) 용융된 상기 플라스틱 수지로 플라스틱 성형품을 제조하는 단계를 포함한다.

Description

재생 퍼라이트를 포함하는 플라스틱 수지, 이로부터 제조된 플라스틱 성형품 및 이의 제조방법{Plastic resin comprising recycled perlite, article produced therefrom, and manufacturing method of the same}

본 발명은 재생 퍼라이트를 포함하는 플라스틱 수지, 이로부터 제조된 플라스틱 성형품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

퍼라이트(perlite)는 급격한 열에 의하여 희고 기공이 많은 경량의 물질 형태로 팽창될 수 있는 휘발 성분을 함유하고 있는 비정질 암석이다. 퍼라이트를 미세하게 분쇄하여 1000℃ 이상의 고열을 급격히 가하면, 퍼라이트에 함유된 휘발성분이 가스화되어 연화된 입자의 내부에서 팽창하면서 가스가 빠져나가 내부에 기공이 형성된다. 이때, 입자의 표면에 형성된 것은 밖으로 분출되면서, 퍼라이트 본래 부피보다 대략 10 내지 20배 팽창된 퍼라이트가 형성된다.

이렇게 팽창된 퍼라이트는 기밀한 소기포가 유리질 피막에 둘러싸인 형상을 갖기 때문에 가볍고, 중성의 무기물 재질로서 독성이 없고 불연성을 가지며, 많은 기공으로 인하여 단열성 및 흡음성이 뛰어난 장점이 있다.

최근 퍼라이트는 상기한 장점들을 활용하여 다양한 산업 분야에 이용되고 있으며 구체적으로, 천장재, 인테리어재, 칸막이재 및 단열재 등의 건축용 자재, 극장, 공연장, 체육관 등의 음향 시설, 도로, 철도 및 터널 등의 방음벽, 토양 개량 및 인공 토양 등의 농업 분야 등에 사용되고 있다.

이와 같이 퍼라이트가 사용된 보온재나 단열재 등은 폐기시 폐 퍼라이트를 재활용하지 못하고 매립되거나 소각된다. 그러나 매립되는 경우는 보온재나 단열재의 분해에 장기간이 소요되는 문제가 있고 소각되는 경우도 여러 가지 유독가스를 발생시켜 또 다른 환경오염 문제를 야기하고 있다.

한편, 오늘날 플라스틱이 없는 세상은 상상하기 어려울 정도로 우리의 일상 속 구석구석 어디를 둘러봐도 플라스틱이 사용되지 않는 곳이 없다. 플라스틱 소재는 주물 기법에 따라 생산 과정에서 조절과 성형이 쉽고 가벼우며 썩지 않는다는 장점 때문에 각종 제품, 부품용으로 널리 쓰이고 있다.

이와 같이 흔히 사용되는 플라스틱 성형품을 제조할 때 전술한 폐 퍼라이트를 재생하여 활용할 수 있다면, 종래 단열재나 보온재의 폐기시 발생하는 환경 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 플라스틱 성형품의 제조 비용 절감 효과도 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 하지만 종래에는 한국등록특허 제10-1982294호, '패각을 활용한 수지기와 및 이의 제조방법' 등과 같이 패각과 재활용 합성수지를 활용한 수지 기와를 제조하는 기술 등은 개시되어 있으나, 폐 퍼라이트를 재생하여 플라스틱 성형품 제조에 활용하는 방법은 부재하여 상기한 효과를 얻을 수 없었다.

한국등록특허 제10-1982294호(2019.05.20 등록)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 폐기되는 보온재나 단열재 등으로부터 폐 퍼라이트를 재생하여 플라스틱 성형품 제조를 위한 수지 제조에 활용함으로써 환경오염 문제를 해소할 뿐만 아니라 플라스틱 성형품 제조 비용을 절감할 수 있는, 재생 퍼라이트를 포함하는 플라스틱 수지, 이로부터 제조된 플라스틱 성형품 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 수지는, 합성수지 및 퍼라이트를 포함하는 플라스틱 수지로서, 상기 퍼라이트는 폐기품으로부터 수집된 폐 퍼라이트를 재생한 재생 퍼라이트이고, 상기 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 상기 재생 퍼라이트의 함량은 1 내지 20중량%이다.

본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 수지에 있어서, 상기 합성수지는 생활계 합성수지 1.5 중량부, 비닐계 합성수지 1.0 중량부, 난연제 1.0 중량부, 및 커플링제 1.2 중량부를 포함하며, 상기 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 상기 재생 퍼라이트의 함량이 10중량%일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 성형품은 전술한 플라스틱 수지로써 제조된다.

본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 성형품의 제조방법은, (a) 폐기품으로부터 수집된 폐 퍼라이트를 재생하여 재생 퍼라이트를 획득하는 단계, (b) 상기 재생 퍼라이트와 합성수지를 배합하되 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 재생 퍼라이트의 함량이 1 내지 20중량%가 되도록 배합하여 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 수지를 제조하는 단계, (c) 상기 플라스틱 수지를 용융하는 단계, 및 (d) 용융된 상기 플라스틱 수지로 플라스틱 성형품을 제조하는 단계를 포함하며, 상기 (a) 단계는, (a-1) 폐 퍼라이트를 분쇄하여 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 획득하는 단계와, (a-2) 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 선택적으로 개폐되도록 제어되는 이송부를 통해 집진부로 이송하여 분쇄 과정에서 발생된 먼지를 제거하는 단계와, (a-3) 먼지가 제거된 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 크기별로 분류하여 재생 퍼라이트를 획득하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 성형품의 제조방법에 있어서, 상기 합성수지는, 생활계 합성수지 1.5 중량부, 비닐계 합성수지 1.0 중량부, 난연제 1.0 중량부, 및 커플링제 1.2 중량부를 포함하고, 상기 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 상기 재생 퍼라이트의 함량이 10중량%일 수 있다.

본 발명에 따르면, 폐기되는 보온재나 단열재 등으로부터 폐 퍼라이트를 재생하여 플라스틱 성형품 제조에 활용함으로써 환경오염 문제를 해소할 수 있고, 또한 플라스틱 성형품 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 플라스틱 수지에 재생 퍼라이트가 1 내지 20중량%, 바람직하게는 10중량% 포함됨으로써 퍼라이트가 포함되지 않은 플라스틱 성형품과 비교하여 물성이 향상된 플라스틱 성형품을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 제조 방법을 알 수 있는 공정도,
도 2는 도 1에 도시된 공정에 따라 제조된 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 시험편 사진,
도 3은 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 일례로서, 도 1에 도시된 제조 공정에 따라 제조된 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 기와의 사진,
도 4 및 도 5는 재생 퍼라이트를 획득하기 위한 폐 퍼라이트 재생 시스템에서 폐 퍼라이트의 분쇄장치를 나타낸 도면,
도 6은 재생 퍼라이트를 획득하기 위한 폐 퍼라이트 재생 시스템을 나타낸 도면,
도 7 및 도 8은 재생 퍼라이트를 획득하기 위한 폐 퍼라이트 재생 시스템에서 폐 퍼라이트 선별 장치를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 제조방법에 관하여, 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 제조 방법을 알 수 있는 공정도이다.

본 발명의 실시예에 따른 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 제조방법은, (a) 폐기품으로부터 수집된 폐 퍼라이트를 재생하여 재생 퍼라이트를 획득하는 단계와, (b) 상기 재생 퍼라이트와 합성수지를 배합하되 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 재생 퍼라이트의 함량이 1 내지 20중량%이도록 배합하여, 퍼라이트가 포함된 플라스틱 수지를 제조하는 단계와, (c) 상기 플라스틱 수지를 용융하는 단계, 및 (d) 용융된 상기 플라스틱 수지로 플라스틱 성형품을 제조하는 단계를 포함한다.

상기 (a) 단계와 관련하여, 여기서 '폐기품'은 폐기 처분되는 보온재나 단열재 등으로서 퍼라이트가 포함된 것을 말한다. 이러한 폐기품으로부터 수집된 폐 퍼라이트는 하기에서 자세히 설명될 폐 퍼라이트 재생 시스템을 통해 재생됨으로써 재생 퍼라이트가 획득될 수 있다.

상기 (b) 단계와 관련하여, 획득된 재생 퍼라이트가 도 1에 도시된 바와 같이 배합부(10)에서 일정한 배합비에 따라 합성수지와 배합되어 플라스틱 수지가 제조된다.

제조된 플라스틱 수지에서 성분의 함량은, 제조된 플라스틱 수지의 전체 중량에 대해 재생 퍼라이트의 함량이 1 내지 20중량%일 수 있으며, 나머지가 전부 합성수지의 함량이거나 또는 나머지 중 대부분이 합성수지이고 여기에 추가 첨가제가 포함될 수도 있다.

합성수지는 제1 합성수지로서 생활계 합성수지와 제2 합성수지로서 비닐계 합성수지 중 적어도 하나를 포함하며, 여기에 난연제 및 커플링제가 더 포함될 수 있다. 구체적인 일례로, 합성수지는 생활계 합성수지 및 비닐계 합성수지 중 어느 하나가 2 내지 3 중량부, 난연제 0.5 내지 1.5 중량부, 및 커플링제 0.7 내지 1.7 중량부이거나, 또는 합성수지는 생활계 합성수지 및 비닐계 합성수지 중 어느 하나가 2.5 중량부, 난연제 1.0 중량부, 및 커플링제 1.2 중량부이거나, 또는 합성수지는 생활계 합성수지 1.5 중량부, 비닐계 합성수지 1.0 중량부, 난연제 1.0 중량부, 및 커플링제 1.2 중량부를 포함할 수 있다.

여기서 생활계 합성수지, 즉 제1 합성수지는 생활용품 제조용 합성수지를 말하는 것으로, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 멜라민 수지, 요소수지, ABS 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지 중 적어도 하나를 포함하는 수지를 말하며, 비닐계 합성수지는, 즉 제2 합성수지는 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 비닐아세탈수지 중 적어도 하나를 포함하는 수지를 말한다. 난연제(flame retardant)는 플라스틱 성형품의 내연소성을 개량하기 위해 첨가되는 첨가제로서 난연제로는 일반에 알려진 다양한 난연제가 사용될 수 있고, 커플링제(coupling agent)는 이질 재료 간 결합력을 높이기 위한 물질로서 이 또한 일반에 알려진 다양한 커플링제가 사용될 수 있다.

상기 (c) 단계와 관련하여, 상기 (b) 단계에서 제조된 플라스틱 수지는 투입부(20)를 통해 예컨대 Single Exclude Heater type의 용융기와 같은 용융부(30)로 전달되어, 일례로서 200~220℃의 온도에서 플라스틱 수지량에 따른 적합한 용융시간의 조건하에서 용융된다.

상기 과정에서 작동하는 배합부(10), 투입부(20), 및 용융부(30) 중 적어도 하나는 제어부(40)에 의해 제어된다.

상기 (d) 단계와 관련하여, 상기 (c) 단계를 거쳐 용융된 플라스틱 수지는 성형 및/또는 압축을 행하는 성형부(50)에서 성형 과정을 통해 원하는 형태의 플라스틱 성형품으로 제조된다.

도 2는 상기한 제조방법에 따라 제조된, 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 시험편의 사진이다. 시험편(61)은 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 재생 퍼라이트 함량이 0 ~ 20 중량%로 다양하게 적용되면서, 일례로서 상기 (d) 단계에서 압축기 용량 1,000MT의 UTM을 사용하여 압축압력 100MT로 2분간 실시하여 제조되었으며, 성형 몰드의 크기는 150*70*4mm로 제조된 것이다.

이 시험편(61)을 가지고 물성 시험을 진행한 결과는 다음과 같다.

충격강도

충격강도의 측정법으로는 아이조드(Izod) 충격강도 측정법이 사용되었다. 충격특성은 물체가 충격을 받았을 때 나타나는 저항에 대한 강도를 나타내며, 열경화 및 열가소성 수지의 기계적 성질을 대표하는 특성으로, 파단 시에 소요되는 총 에너지나 시료의 단위길이 당 흡수된 파단 에너지로 나타낸다.

제조된 시험편(61)을 가지고 충격시험으로 재생 퍼라이트가 포함되지 않은 기준 시료를 참고하여 재생 퍼라이트의 함량에 따른 물성 변화를 관찰한 결과는 다음과 같다.

<재생 퍼라이트의 함량 증가에 따른 충격강도 변화>

위 그래프에서 나타난 바와 같이, 충격강도는 재생 퍼라이트의 함량이 10중량%에 이르기까지는 재생 퍼라이트가 포함되지 않은 경우와 비교하여 충격 강도가 유지되고, 그 이상으로 포함되는 경우에서 다소 감소함을 확인할 수 있었다.

굴곡강도

굴곡 특성 시험은 플라스틱 시료를 휘게 하는 굴곡력을 적용하면서 나타나는 응력의 변화와 파괴 등을 측정하는 시험으로, 굴곡강도는 시료를 휘게 하는 굴곡력을 적용함에 있어서 하중이 더이상 증가하지 않는 최대값을 말하며, 시험편(61)에 대하여 그 중앙에 굴곡하중을 주어 탄성 한계 내에서의 굴곡강도를 측정한 결과는 다음과 같다.

<재생 퍼라이트의 함량 증가에 따른 굴곡강도 변화>

위 그래프에서 나타난 바와 같이, 재생 퍼라이트의 함량이 증가하더라도 굴곡 강도는 대체로 일정한 수준을 유지하였으며, 특히 재생 퍼라이트의 함량이 10중량%인 경우는 재생 퍼라이트가 포함되지 않은 경우와 비교하여 굴곡강도가 더 증가함을 확인할 수 있었다.

도 3은 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 일례로서, 상기한 제조방법에 따라 제조된, 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 기와의 사진이다. 플라스틱 기와(62)는 상기한 시험편과 동일한 배합조건으로 제조되었으며, 다만 재생 퍼라이트의 함량은 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 0 ~ 10 중량%가 되도록 적용되었다.

플라스틱 기와(62)를 가지고 물성 시험을 진행한 결과는 다음과 같다.

휨파괴하중

휨파괴하중 시험은 굽힘 모멘트를 받는 수직 하중에 대한 부재가 그 부재의 내력 인장이나 압축 응력을 받아 압괴 같은 변형을 일으키며 파괴되는 하중을 시험하는 것이며, 보가 주어진 조건에서 휨을 받는 힘에 의해 굽혀지고 찌그러지는 하중을 측정하는 시험이다. 제조된 플라스틱 기와(62)의 휨파괴하중 시험 결과는 다음과 같다.

<재생 퍼라이트의 함량 증가에 따른 휨파괴하중 변화>

위 그래프에 나타난 바와 같이 재생 퍼라이트가 10중량%일 때, 재생 퍼라이트를 첨가하지 않은 플라스틱 기와와 비교하여 비슷한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

흡수율

흡수율 시험은 플라스틱 기와의 절건 무게와 표건 무게를 구하여 절건 상태로부터 표건 상태로 되기까지 흡수할 수 있는 흡수량을 산출하는 것으로, 플라스틱 기와의 표건 무게는 20±5℃의 맑은 물속에 24시간 담근 후 꺼내어 흡수성이 좋은 천으로 눈에 보이는 물방울을 닦아 낸 뒤 바로 측정한 무게이고, 플라스틱 기와의 절건 무게는 105±5℃의 건조기 내에서 24시간 건조 후 꺼내어 상온까지 냉각하여 측정한 무게이다. 제조된 플라스틱 기와(62)의 흡수율 시험 결과는 다음과 같다.

<재생 퍼라이트의 함량 증가에 따른 흡수율 변화>

시험 결과, 흡수율은 1%내외로 매우 낮은 결과를 나타내어 재생 퍼라이트 분말은 플라스틱 기와의 성질에 큰 영향을 주지 않는 것으로 사료되었다.

내동해성

내동해성 시험은 기와의 동파에 대한 내성을 알아보기 위한 시험으로, 플라스틱 기와(62)를 20±5℃의 맑은 물속에 24시간 담근 후 꺼내어 -20±3℃의 냉동고에 넣고 8시간 이상 경과 후, 다시 20±5℃의 맑은 물속에 6시간 이상 담근 후 꺼내어 물기를 제거하고 시험체의 균열 등의 이상을 시험하는 방법으로 진행하였으며, 시험 결과 플라스틱 기와의 변화 양상을 찾아 볼 수 없어 재생 퍼라이트가 포함되더라도 내동해성과 관련된 물성에 영향을 주지 않는 것을 확인할 수 있었다.

본 실시예에 따른 제조방법으로 제조된 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품은, 상술한 시험 결과에서 알 수 있듯이 재생 퍼라이트가 포함되지 않은 성형품과 비교하여 대체로 물성에서 차이가 없음을 알 수 있고, 특히 재생 퍼라이트가 10중량% 포함된 예에서는 오히려 물성이 더 개선됨을 알 수 있다.

한편, 상기 (a) 단계에서 폐 퍼라이트를 재생하여 재생 퍼라이트를 획득하는 단계는, (a-1) 폐 퍼라이트를 분쇄하여 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 획득하는 단계와, (a-2) 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 선택적으로 개폐되도록 제어되는 이송부를 통해 집진부로 이송하여 분쇄 과정에서 발생된 먼지를 제거하는 단계와, (a-3) 먼지가 제거된 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 크기별로 분류하여 재생 퍼라이트를 획득하는 단계를 포함하되, 상기 (a-1) 단계에서 얻어진 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 기설정된 크기 이하일 경우에 상기 이송부가 개방되도록 제어되어 상기 (a-2) 단계가 수행되는 과정으로 진행될 수 있다.

이와 같은 재생 퍼라이트의 획득 단계는 일례로서 도 4 내지 도 8에 도시된 폐 퍼라이트의 재생 시스템을 통해 수행될 수 있으며, 이 재생 시스템을 통한 상기 (a-1) 내지 (a-3)단계의 수행 과정을 도 4 내지 도 8을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5는 폐 퍼라이트 재생 시스템의 폐 퍼라이트 분쇄 장치를, 도 6은 폐 퍼라이트 재생 시스템을, 그리고 도 7 및 도 8는 폐 퍼라이트 재생 시스템의 폐 퍼라이트 선별 장치를 나타낸다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 폐 퍼라이트 분쇄 장치(100)는, 폐 퍼라이트를 공급하는 공급부(110), 공급부(110)로부터 제공된 폐 퍼라이트를 입자 형태가 되도록 분쇄하는 분쇄부(120), 폐 퍼라이트 분쇄 입자로부터 먼지를 수집하는 집진부(140) 및 먼지가 제거된 공기를 대기 중으로 배출하는 배기부(150)를 포함하고, 집진부(140)는 집진부(140)의 상측에 배치되어 폐 퍼라이트 분쇄과정에서 발생한 먼지를 필터링하는 필터요소(141) 및 집진부(140)의 하측에 배치되어 먼지가 제거된 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 배출하는 배출요소(142)를 포함할 수 있다.

또한, 폐 퍼라이트 분쇄 장치(100)는, 분쇄부(120)와 집진부(140) 사이에 배치되어 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 집진부(140)로 전달하는 제1 이송부(130) 및 집진부(140)의 배출요소(142)로부터 일 측으로 연장되어 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 폐 퍼라이트 분쇄 장치(100)의 외측으로 전달하는 제2 이송부(160)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 제2 이송부(160)에 의하여 폐 퍼라이트 분쇄 입자는 후술할 폐 퍼라이트 선별 장치(200)로 자동적으로 전달될 수 있다.

분쇄부(120)는 예컨대, 회전 블레이드를 포함하는 구조일 수 있으며, 회전 블레이드의 회전을 통한 분쇄작용을 통해, 투입된 폐 퍼라이트가 기계적/물리적으로 분쇄될 수 있다.

이때, 집진부(140)의 상기 필터요소(141)와 배출요소(142) 사이에는 상측으로부터 하측으로 진행될수록 폭이 감소하는 가이드가 배치되며, 제1 이송부(130)의 일단은 분쇄부(120)의 상면 상에 배치되고, 제1 이송부(130)의 타단은 가이드의 일측면 상에 배치될 수 있다.

또한, 배기부(150)는, 배기부(150)의 일 측면으로부터 연장되어 필터요소(141)와 연결되는 바이패스 경로(미도시), 배기부(150)의 내측에 배치되어 배기부(150)를 유동하는 공기의 오염도를 측정하는 제1 센서요소(미도시), 제1 센서요소에 의하여 측정된 공기의 오염도가 기설정된 수치 값을 초과하는 경우 배기부(150)를 유동하는 공기의 전량을 집진부(140)의 필터요소(141) 측으로 유동시키는 제1 제어요소(미도시) 및 배기부(150)의 일측면과 연결된 바이패스 경로의 일단에 배치되어 회동될 수 있는 제1 차단요소(미도시)를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 제1 제어요소는 제1 차단요소를 회동시킴으로써 선택적으로 배기부(150)의 메인 경로를 차단하거나 바이패스 경로를 차단시킬 수 있다.

즉, 이와 같은 구성을 통하여 폐 퍼라이트 분쇄 장치(100)는 폐 퍼라이트를 분쇄하는 공정에서 배출되는 공기의 오염도가 일정 수준으로 회복된 경우에만 공기를 장치의 외측으로 배출시키고, 그렇지 못한 경우는 지속적으로 공기를 집진부(140)의 필터요소(141) 측에서 정화시킴으로써 환경오염의 발생 가능성을 줄일 수 있다.

아울러, 분쇄부(120)는, 분쇄부(120)의 내측에 배치되어 폐 퍼라이트 분쇄 입자의 크기를 측정하는 제2 센서요소(미도시), 분쇄부(120)와 제1 이송부(130) 사이의 경로를 선택적으로 개폐시킬 수 있는 제2 차단요소(미도시) 및 제2 센서요소에서 측정된 값에 기초하여 제2 차단요소의 동작을 제어하는 제2 제어요소(미도시)를 포함할 수 있다.

그에 따라, 제2 제어요소는, 제2 센서요소에 의하여 측정된 폐 퍼라이트 분쇄 입자의 크기가 기설정된 값 이하일 경우 제1 이송부(130)의 경로를 개방시키고, 제2 센서요소에 의하여 측정된 폐 퍼라이트 분쇄 입자의 크기가 기설정된 값보다 클 경우 제2 차단요소에 의하여 제1 이송부(130)의 경로를 차단시킴으로써 일정 수준으로 분쇄되지 못한 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 제1 이송부(130)를 통해 이동되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 구성을 포함하는 폐 퍼라이트 분쇄 장치(100)는 효과적으로 폐 퍼라이트를 분쇄할 수 있고, 분쇄하는 과정에서 발생될 수 있는 분진에 의하여 공해가 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 폐 퍼라이트 분쇄 장치(100)는 일정 수준의 균일도를 지니는 폐 퍼라이트의 분쇄 입자를 형성할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 폐 퍼라이트 분쇄 장치(100)를 포함하는 폐 퍼라이트 재생 시스템은 상기 폐 퍼라이트 분쇄 장치(100)의 외측에 배치되어 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 크기별로 선별할 수 있는 폐 퍼라이트 선별 장치(200)를 포함할 수 있다. 즉, 폐 퍼라이트 분쇄 장치(100)의 제2 이송부(160)에 의하여 폐 퍼라이트 분쇄 입자는 폐 퍼라이트 선별 장치(200)로 이송된 후, 크기별로 분류될 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 폐 퍼라이트 선별 장치(200)는, 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 크기에 따라 분류하는 분류부(210), 분류부(210)를 지지하는 지지부(220), 분류부(210)의 일측에 배치되어 분류부(210) 상에 진동을 제공하는 진동발생부(230) 및 크기에 따라 선별된 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 각각 수용하는 복수 개의 수용부(240,250)를 포함하고, 폐 퍼라이트 분쇄 입자는 진동발생부(230)에 의해 발생된 진동에 의하여 분류부(210)의 일측으로부터 타측으로 이동되면서 크기에 따라 분류될 수 있다.

구체적으로, 분류부(210)는, 일측으로부터 타측으로 연장된 베이스 및 베이스의 상면에 형성되어 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 베이스의 내측으로 투과시키는 투과요소를 포함하고, 분류부(210)는 복수 개의 구획으로 구분될 수 있다.

일 예로서, 분류부(210)의 일측의 상부로부터 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 제공되는 제공구획(211), 분류부(210)의 일측에 배치되는 제1 구획(212) 및 분류부(210)의 타측에 배치되는 제2 구획(213)으로 구성될 수 있다.

이때, 제1 구획(212)을 형성하는 제1 투과요소의 미세홀의 크기는 제2 구획(213)을 형성하는 제2 투과요소의 미세홀의 크기보다 작을 수 있다. 또한, 분류부(210)의 일단의 높이는 분류부(210)의 타단의 높이보다 높도록 형성될 수 있다.

뿐만 아니라, 제1 구획(212)의 하측에는 제1 수용부(240)가 배치되어 분류부(210)의 제1 구획(212)에 의하여 투과된 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 수용되며, 제2 구획(213)의 하측에는 제2 수용부(250)가 배치되어 제2 구획(213)에 의하여 투과된 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 수용되고, 분류부(210)의 타단에서는 분류부(210)의 제1 구획(212) 및 제2 구획(213)에서 투과되지 못한 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 배출될 수 있다.

진동발생부(230)는 분류부(210)의 양측면에 각각 배치되고, 진동발생부(230)의 상단이 지면으로부터 수직인 축을 기준으로 분류부(210)의 제1 구획(212)을 향해 기울어지도록 배치될 수 있으며, 분류부(210)와 지지부(220) 사이에는 탄성부가 배치될 수 있다.

또한, 분류부(210)의 제1 구획(212)에서는 0.5mm 미만의 크기를 지닌 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 투과되며, 분류부(210)의 제2 구획(213)에서는 0.5mm 이상이면서 1.0mm 이하의 크기를 지닌 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 투과되고, 분류부(210)의 타단에서는 1.0mm 초과의 크기를 지닌 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 배출될 수 있다.

아울러, 분류부(210)는, 베이스의 양측의 가장자리를 따라 연장되는 레일(미도시) 및 일단이 레일에 연결되고 일단을 기준으로 회동됨으로써 분류부(210)의 상측을 선택적으로 개폐시킬 수 있는 차단요소(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이때, 차단요소는, "ㄴ"자 형상으로 형성되고, 폐 퍼라이트 선별 장치(200)가 작동되는 경우 분류부(210)의 상측을 폐쇄시킴으로써 분류부(210) 상에 전달되는 진동에 의하여 분류부(210)의 상면 상에 존재하는 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 폐 퍼라이트 선별 장치(200)의 외측으로 비산되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 구성을 포함하는 폐 퍼라이트 선별 장치(200)가 효과적으로 폐 퍼라이트를 분류함으로써 재생 퍼라이트를 획득할 수 있으며, 폐 퍼라이트 선별 장치(200)는 폐 퍼라이트를 선별하는 과정에서 발생될 수 있는 폐 퍼라이트 분쇄 입자의 비산을 방지할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 이 실시예는 바람직한 예를 나타내는 것일 뿐, 본 발명이 이 실시예로만 한정되는 것은 아니다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이 실시예로부터 다양한 변형이나 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

10 : 배합부 20 : 투입부
30 : 용융부 40 : 제어부
50 : 성형부 61 : 시험편
62 : 플라스틱 기와 100 : 폐 퍼라이트 분쇄 장치
110 : 공급부 120 : 분쇄부
130 : 제1 이송부 140 : 집진부
150 : 배기부 160 : 제2 이송부
200 : 폐 퍼라이트 선별 장치 210 : 분류부
220 : 지지부 230 : 진동발생부
240,250 : 수용부

Claims (5)

1. (a) 폐기품으로부터 수집된 폐 퍼라이트에 대하여, (a-1) 분쇄부에 의해 폐 퍼라이트를 분쇄하여 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 획득하는 단계, (a-2) 상기 분쇄부에서 분쇄된 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 선택적으로 개폐되도록 제어되는 제1 이송부를 통해 집진부로 이송하여 분쇄 과정에서 발생된 먼지를 집진부의 필터요소로 필터링한 후 배기부를 통해 대기 중으로 배출하고 먼지가 제거된 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 집진부의 배출요소를 통해 배출하는 단계, 및 (a-3) 배출된 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 제2 이송부를 통해 분류부로 이송하여 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 크기에 따라 분류하는 단계를 수행하여 재생 퍼라이트를 획득하는 단계;
   (b) 상기 재생 퍼라이트와 합성수지를 배합하되 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 재생 퍼라이트의 함량이 1 내지 20중량%가 되도록 배합하여, 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 수지를 제조하는 단계;
   (c) 상기 플라스틱 수지를 용융하는 단계; 및
   (d) 용융된 상기 플라스틱 수지로 플라스틱 성형품을 제조하는 단계를 포함하되,
   상기 (a-2) 단계는, 상기 배기부의 내측에 배치된 제1 센서요소에 의해 상기 배기부를 유동하는 공기의 오염도를 측정한 후 오염도가 기설정된 수치 값을 초과하는 경우 상기 배기부를 유동하는 공기의 전량을 집진부의 필터요소로 바이패스 경로를 통해 유동시키는 단계를 더 포함하고,
   상기 (a-3) 단계에서, 상기 분류부로 이송된 폐 퍼라이트 분쇄 입자는 상기 분류부에 제공되는 진동에 의해 상기 분류부의 일측에서 타측으로 이동하며, 이동 과정에서 미세홀을 갖는 제1 투과요소와 상기 제1 투과요소의 미세홀 보다 더 큰 미세홀을 갖는 제2 투과요소를 차례대로 지나면서 크기에 따라 상기 제1 투과요소 또는 상기 제2 투과요소를 투과하거나 또는 제1 및 제2 투과요소를 투과하지 못하고 상기 분류부의 타단으로 배출되고, 상기 제1 투과요소를 투과한 폐 퍼라이트 분쇄입자는 제1 수용부에 수용되고 상기 제2 투과요소를 투과한 폐 퍼라이트 분쇄 입자는 제2 수용부에 수용되면서 크기별로 분류되며,
   상기 (a-3) 단계는, 상기 분류부에서 폐 퍼라이트 분쇄 입자를 크기에 따라 분류하는 동안 폐 퍼라이트 분쇄 입자가 외부로 비산하는 것을 방지하기 위하여, 상기 분류부에 회동 가능하도록 구비되는 차단요소를 회동시켜 상기 분류부의 상측을 폐쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 합성수지는,
   폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 멜라민 수지, 요소수지, ABS 수지, 우레탄 수지, 및 실리콘 수지 중 적어도 하나를 포함하는 제1 합성수지 1.5 중량부와,
   폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 및 비닐아세탈수지 중 적어도 하나를 포함하는 제2 합성수지 1.0 중량부와,
   난연제 1.0 중량부, 및
   커플링제 1.2 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 수지의 전체 중량에 대하여 상기 재생 퍼라이트의 함량이 10중량%인 것을 특징으로 하는 재생 퍼라이트가 포함된 플라스틱 성형품의 제조방법.
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