KR102200704B1 - 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치는: 설치면에 대해 경사 및 회전되게 설치되고, 내부에서는 소정의 크기로 절단된 폐전선수지의 수분이 제거되도록 건조 및 예열하는 로터리식 예열기; 상기 로터리식 예열기의 일측에 구비되어 상기 로터리식 예열기가 회전되도록 구동하는 로터리 구동부; 상기 로터리식 예열기의 하향 된 후방 일측에 구비되어 상기 로터리식 예열기 내부의 공기가 가열되도록 하는 공기 가열기; 및, 상기 공기 가열기의 하부에 구비되어 상기 로터리식 예열기를 통과해온 폐전선수지가 식물재배용 트레이로 성형 되는 공정으로 이송되도록 하는 이송장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 환경폐기물인 폐전선에서 유가금속을 회수 후 남은 폐전선수지를 재활용하여 식물재배용 트레이를 제조함으로써, 환경폐기물을 자원화하여 원가 비용과 제조 비용이 절감되도록 할 수 있고, 환경오염 문제의 발생을 최소화하며 자연환경보존에 기여하도록 할 수 있는 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치를 제공할 수 있다.

Description

폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치 {plant growing tray manufacturing apparatus by recycling waste electric wire resin}

본 발명은 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐전선에서 유가금속을 회수 후 남은 폐전선수지를 소정의 크기로 절단하고, 상기 절단된 폐전선수지를 로터리식 예열기에 건조 및 예열하며, 상기 예열된 폐전선수지를 스크류식 가열압축기로 가열 및 용융시키고, 상기 용융된 폐전선수지를 성형틀로 성형하여 식물재배용 트레이를 제조하는 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자, 전자산업에 다량 사용되는 통신케이블 및 전선 등의 용도 및 수요가 급증하고 있고, 이에 수반하여 폐전선의 양도 급격히 증가하고 있는바, 이들의 처리가 새로운 문제로 등장하고 있으며, 나아가 전선에 사용되는 금속, 즉 동 및 알루미늄 및 합성수지 등의 가격이 고가이어서 이를 폐기하는 것은 자원의 낭비로 이를 재활용하기 위한 방법이 강구되어야 하는 실정이다.

이런 전선이나 각종 통신케이블 등은 동선이 가늘고 합성수지재질의 절연 피복물로 형성되어 있는바, 각종 전선폐기물의 처리는 폐전선을 미세한 입자로 절단 분쇄시켜 동선입자와 합성수지재질의 피복물입자를 송풍에 의한 비중으로 분리하여 동선입자는 원료 소재로 재활용되고 있다.

그러나, 합성수지재질 피복물입자는 합성수지가 98% 이상 함유되고 있음에도 동선입자와 각종 불순물이 잔존하여 이를 분리하지 못하여 재활용되지 못하고 매립 또는 소각으로 처리되어 토양과 대기오염의 중대한 원인이 되는 문제점이 있었다.

한편, 산업이 급속도로 발전함에 따라 도시인구 비율이 90%에 육박하고 있다. 이에 따라 이농현상이 급증하여 농촌의 생산인력이 현저히 감소하고 있으며 농업에 종사하는 사람들의 평균연령이 점점 증가하고 있다. 한편 외국의 농산물 개방 압력으로 전통적인 주 농업인 쌀생산농가가 큰 타격을 입게 되어 농작물 재배 작목 변경이 불가피한바 최근에는 비닐하우스나 유리를 이용하는 시설재배 농가가 급증하고 있다. 시설재배는 특성상 기계에 의한 작업보다는 사람의 노동력에 의존하는 노동집약적으로 노동의 강도가 가중되어 노동환경이 열악하다. 이러한 열악한 노동환경 때문에 시설재배에 오랫동안 종사하는 사람들이 각종 질병에 시달리고 있는데 대표적인 경우가 장시간 엎드려 하는 작업에 의한 허리 통증에 시달리고 있다.

종래기술에 따른 식물재배용 트레이의 일 예가 대한민국 특허등록번호 제10-0553822호(2006년02월14일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.

그러나, 종래기술에 따른 식물재배용 트레이는 단순히 보통의 합성수지로 제조되기 때문에 합성수지 원료의 획득과 가공 등에 따른 원가 비용이 증가하고, 제조, 유통, 소비 과정 중에 환경오염 문제에 좋지 않은 영향을 추가로 미칠 수 있다는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록번호 제10-0553822호(2006년02월14일자 등록)

본 발명의 목적은, 환경폐기물인 폐전선에서 유가금속을 회수 후 남은 폐전선수지를 재활용하여 식물재배용 트레이를 제조하므로, 환경폐기물을 자원화하여 원가 비용과 제조 비용이 절감되도록 할 수 있고, 환경오염 문제의 발생을 최소화하며 자연환경보존에 기여하도록 할 수 있는 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치는: 설치면에 대해 경사 및 회전되게 설치되고, 내부에서는 소정의 크기로 절단된 폐전선수지의 수분이 제거되도록 건조 및 예열하는 로터리식 예열기; 상기 로터리식 예열기의 일측에 구비되어 상기 로터리식 예열기가 회전되도록 구동하는 로터리 구동부; 상기 로터리식 예열기의 하향 된 후방 일측에 구비되어 상기 로터리식 예열기 내부의 공기가 가열되도록 하는 공기 가열기; 및, 상기 공기 가열기의 하부에 구비되어 상기 로터리식 예열기를 통과해온 폐전선수지가 식물재배용 트레이로 성형 되는 공정으로 이송되도록 하는 이송장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명에 따른 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치는: 상기 이송장치에 의해 이송되어 온 폐전선수지를 스크류식 가열 압축으로 가열 및 용융시키며 이송시키는 스크류식 가열압축기; 상기 스크류식 가열압축기를 거치며 가열 및 용융된 폐전선수지를 성형하여 식물재배용 트레이가 제조되도록 하는 성형장치;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 스크류식 가열압축기는, 원통 형상의 외관을 형성하는 가열실린더와, 상기 가열실린더의 내부에서 길이방향을 따라 구비되며 회전가능하게 구비된 스크류와, 상기 가열실린더에 구비되어 상기 가열실린더 내부의 온도가 용융온도로 상승 되게 하는 히터를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 환경폐기물인 폐전선에서 유가금속을 회수 후 남은 폐전선수지를 재활용하여 식물재배용 트레이를 제조함으로써, 환경폐기물을 자원화하여 원가 비용과 제조 비용이 절감되도록 할 수 있고, 환경오염 문제의 발생을 최소화하며 자연환경보존에 기여하도록 할 수 있는 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치의 로터리식 예열기의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치의 스크류식 가열압축기의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치에 의한 제조 공정 흐름을 도시한 공정 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 로터리식 예열기에 이물 흡착부가 구비된 것을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스크류식 가열압축기의 구성을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 설치면에 대해 경사 및 회전되게 설치되고 내부에서는 소정의 크기로 절단된 폐전선수지의 수분이 제거되도록 건조 및 예열하는 로터리식 예열기(100)와, 로터리식 예열기(100)의 일측에 구비되어 로터리식 예열기(100)가 회전되도록 구동하는 로터리 구동부(200)와, 로터리식 예열기(100)의 하향 된 후방 일측에 구비되어 로터리식 예열기(100) 내부의 공기가 가열되도록 하는 공기 가열기(300)와, 공기 가열기(300)의 하부에 구비되어 로터리식 예열기(100)를 통과해온 폐전선수지가 식물재배용 트레이(10)로 성형 되는 공정으로 이송되도록 하는 이송장치(400)를 포함한다.

이에 따라, 환경폐기물인 폐전선에서 유가금속을 회수 후 남은 폐전선수지를 재활용하여 식물재배용 트레이(10)를 제조함으로써, 환경폐기물을 자원화하여 원가 비용과 제조 비용이 절감되도록 할 수 있고, 환경오염 문제의 발생을 최소화하며 자연환경보존에 기여하도록 할 수 있는 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치를 제공할 수 있다.

폐전선수지는 전선제조공정 중의 불량 또는 공장의 철거 및 노후전선 교체 등에서 발생하는 폐전선에서 구리 등 유가금속 회수하고 남은 피복물이다. 폐전선 피복물은 열가소성 수지인 염화비닐수지가 주로 포함되어 있고, 그 밖에도 에틸렌계 수지 또는 가교 된 에틸렌계 수지가 함유될 수도 있다.

상기 폐전선수지는 절연 및 내열성을 위하여 할로겐 원소 등 첨가물이 다수 포함되어 재활용하기가 난해하고 여러 색상이 혼재되어 재활용 제품의 판로에 제한요소가 많다.

본 발명에서는 상기 특성을 고려하여 먼저 폐전선수지를 5 cm 이상 30 cm 미만의 크기로 절단(미도시)하도록 한다. 5 cm 미만에서는 비 표면적은 유리하지만 절단공정이 불리하고 30 cm 이상에서는 후공정에 불리하다.

로터리식 예열기(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 소정의 크기로 절단된 폐전선수지를 수분제거를 위한 건조 및 예열과정을 수행하기 위한 장치로서, 상향 된 전방 일측에는 소정의 크기로 절단된 폐전선수지가 투입되는 예열기 투입구(110)가 구비되며, 예열공정의 속도조절 및 이송장치(400)로의 이송이 조절되도록 하기 위하여 예열기 투입구(110)에서 공기 가열기(300)까지는 좌하향 5도에서 15도 미만 정도의 기울기를 갖도록 경사지게 구비된 것이 바람직하다.

이에 따라, 소정의 크기로 재단된 폐전선수지는 로터리식 예열기(100)의 내부에서 회전, 이동하면서 많은 자유 면을 반복해서 골고루 건조, 예열 됨으로써 식물재배용 트레이 제조공정의 에너지 절감과 효율성이 우수해지도록 할 수 있다.

로터리 구동부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 로터리식 예열기(100)가 회전되도록 구동하는 모터를 포함하며, 로터리식 예열기(100)의 하부에서 로터리식 예열기(100)를 지지하도록 구비된다.

공기 가열기(300)는 로터리식 예열기(100)의 내부로 열풍이 공급되도록 하는 송풍수단 또는 로터리식 예열기(100)의 외관을 형성하는 드럼으로 열을 전달하는 히팅 수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 로터리식 예열기(100)는 외관을 형성하는 외측 드럼과 외측 드럼의 내부에서 중심부에 회전되게 구비된 내측 드럼이 서로 반대방향으로 회전되게 구비된 것이 바람직하다.

이에 따라, 로터리식 예열기(100)의 내부로 투입된 폐전선수지의 건조 및 예열이 보다 효과적으로 수행되도록 할 수 있다.

이송장치(400)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 로터리식 예열기(100)의 폐전선수지 배출구인 공기 가열기(300)의 하부에 구비된 컨베이어 수단을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 이송장치(400)에 의해 이송되어 온 폐전선수지를 스크류식 가열 압축으로 가열 및 용융시키며 이송시키는 스크류식 가열압축기(500)와, 스크류식 가열압축기(500)를 거치며 가열 및 용융된 폐전선수지를 성형하여 식물재배용 트레이(10)가 제조되도록 하는 성형장치(600)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 로터리식 예열기(100)를 거치며 예열 된 폐전선수지가 일관된 공정에 의해 식물재배용 트레이(10)로 성형 되도록 함으로써, 환경폐기물인 폐전선에서 유가금속을 회수 후 남은 폐전선수지가 자원화되어 재활용되도록 할 수 있다.

스크류식 가열압축기(500)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 이송장치(400)에 의해 이송되어 오는 예열 된 폐전선수지가 내부로 투입되는 압축기 투입구(501)가 일측에 구비되며, 원통 형상의 외관을 형성하는 가열실린더(510)와, 가열실린더(510)의 내부에서 길이방향을 따라 구비되며 회전가능하게 구비된 스크류(520)와, 가열실린더(510)에 구비되어 가열실린더(510) 내부의 온도가 용융온도로 상승 되게 하는 히터(530)를 포함한다.

이에 따라, 환경폐기물인 폐전선에서 유가금속을 회수 후 남은 예열 된 폐전선수지가 성형장치(600)에서 식물재배용 트레이(10)로 용이하게 성형 되도록 이미 예열이 되어 열이 축적된 폐전선수지는 스크류(520)에 의해 쉽게 압축이 되며 스크류식 가열압축기(500)에 의해 폐전선수지가 용융상태로 성형장치(600)를 향해 원활히 이송되도록 할 수 있다.

성형장치(600)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 예컨대 식물재배용 트레이(10)로서 긴 형상의 용기가 필요하면 압출금형방식을 채택하여 이를 생산할 수 있으며, 식물재배용 트레이(10)로서 사각 또는 원형의 짧은 형상의 용기가 필요하면 사출금형 방식으로 생산이 가능한 소정의 성형 틀을 포함하도록 할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일실시예로서, 로터리식 예열기(100)의 내부 온도는 100 ℃ 미만으로 바람직하게는 70 ℃ 이상의 온도를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

이는, 로터리식 예열기(100)의 내부 온도가 물의 비점온도인 100 ℃이면 충분하고 열의 축적을 부여하는 예열공정이므로 높은 온도는 바람직하지 않기 때문이다.

이를 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 로터리식 예열기(100)의 일측에는 로터리식 예열기(100) 내부의 온도를 감지하는 예열온도 감지부(700)가 구비되고, 예열온도 감지부(700)에서 감지된 결과에 기초하여 공기 가열기(300)의 동작을 제어하는 제어부(900)를 본 발명에 따른 제조 장치는 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 가열실린더(510)의 온도는 손쉽게 용융점에 도달하도록 할 수 있는 150 ℃ 내지 250 ℃로 유지되도록 하여 폐전선수지가 압출 또는 사출이 가능한 물성으로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 가열실린더(510)의 일측에는 가열실린더(510) 내부의 온도를 감지하는 용융온도 감지부(800)가 구비되고, 제어부(900)는 용융온도 감지부(800)에서 감지된 결과에 기초하여 히터(530)의 동작을 제어하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로터리식 예열기(100)의 외측 드럼 또는 내측 드럼 중 적어도 어느 하나에는 이온 흡착방식으로 로터리식 예열기(100)의 내부에 잔존하는 금속 이물질이 흡착되도록 하는 이오나이저(ionizer)를 포함하는 이물 흡착부(120)가 구비될 수 있다.

이에 따라, 로터리식 예열기(100)의 내부에 잔존하는 폐전선의 금속 이물질이 이물 흡착부(120)에 의해 흡착 및 제거되도록 함으로써, 순수한 수지 성분만이 로터리식 예열기(100)의 외부로 배출되어 스크류식 가열압축기(500)로 이송되도록 할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스크류식 가열압축기(500)의 스크류(520)의 외주면에는 다수의 압착 돌기(540)들이 형성되도록 할 수 있다.

이에 따라, 폐전선수지가 스크류식 가열압축기(500)의 내에서 가열 및 용융되는 동안 다수의 압착 돌기(540)들에 의해 눌려져 압축되도록 함으로써, 스크류식 가열압축기(500) 내에서의 폐전선수지의 가열 및 용융과정이 보다 효과적으로 이뤄지도록 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치에 의한 제조 공정은, 도 3에 도시된 바와 같이, 이미 다 쓰고 버려진 폐전선에서 유가금속을 회수 후 남은 폐전선수지를 소정의 크기로 절단하는 단계(S10)와, 상기 절단된 폐전선수지를 로터리식 예열기(100)에서 건조 및 예열하는 단계(S20)와, 상기 예열된 폐전선수지를 스크류식 가열압축기(500)로 가열 및 용융시키는 단계(S30)와, 상기 용융된 폐전선수지를 성형장치(600)로 성형하는 단계(S40)로 이루어진다.

상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 로터리식 예열기 200 : 로터리 구동부
300 : 공기 가열기 400 : 이송장치
500 : 스크류식 가열압축기 510 : 가열실린더
520 : 스크류 530 : 히터
600 : 성형장치

Claims (3)

1. 설치면에 대해 경사 및 회전되게 설치되고, 내부에서는 소정의 크기로 절단된 폐전선수지의 수분이 제거되도록 건조 및 예열하는 로터리식 예열기;
   상기 로터리식 예열기의 일측에 구비되어 상기 로터리식 예열기가 회전되도록 구동하는 로터리 구동부;
   상기 로터리식 예열기의 하향 된 후방 일측에 구비되어 상기 로터리식 예열기 내부의 공기가 가열되도록 하는 공기 가열기; 및
   상기 공기 가열기의 하부에 구비되어 상기 로터리식 예열기를 통과해온 폐전선수지가 식물재배용 트레이로 성형 되는 공정으로 이송되도록 하는 이송장치;
   를 포함하고,
   상기 이송장치에 의해 이송되어 온 폐전선수지를 스크류식 가열 압축으로 가열 및 용융시키며 이송시키는 스크류식 가열압축기;
   상기 스크류식 가열압축기를 거치며 가열 및 용융된 폐전선수지를 성형하여 식물재배용 트레이가 제조되도록 하는 성형장치;
   를 더 포함하며,
   상기 스크류식 가열압축기는, 원통 형상의 외관을 형성하는 가열실린더와, 상기 가열실린더의 내부에서 길이방향을 따라 구비되며 회전가능하게 구비된 스크류와, 상기 가열실린더에 구비되어 상기 가열실린더 내부의 온도가 용융온도로 상승 되게 하는 히터를 포함하고,
   상기 로터리식 예열기의 일측에는 상기 로터리식 예열기 내부의 온도를 감지하는 예열온도 감지부가 구비되며, 상기 예열온도 감지부에서 감지된 결과에 기초하여 상기 공기 가열기의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
   상기 가열실린더의 일측에는 상기 가열실린더 내부의 온도를 감지하는 용융온도 감지부가 구비되며, 상기 제어부는 상기 용융온도 감지부에서 감지된 결과에 기초하여 상기 히터의 동작을 제어하고,
   상기 로터리식 예열기에는 이온 흡착방식으로 상기 로터리식 예열기의 내부에 잔존하는 금속 이물질이 흡착되도록 하는 이오나이저를 포함하는 이물 흡착부가 구비되며,
   상기 스크류식 가열압축기의 스크류의 외주면에는 다수의 압착 돌기들이 형성된 것을 특징으로 하는 폐전선수지 재활용을 통한 식물재배용 트레이 제조 장치.
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