KR102236528B1

KR102236528B1 - 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치

Info

Publication number: KR102236528B1
Application number: KR1020200147116A
Authority: KR
Inventors: 문주연
Original assignee: (주)디에스에스; 문주연
Priority date: 2020-11-05
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2021-04-06

Abstract

본 발명은 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재활용 플라스틱 원료와 신원료인 페트(PET) 칩을 혼합한 혼합원료를 이용하여 고강성 포장밴드를 제조하는 포장밴드 제조장치에 구비되어 혼합원료에 포함된 습기를 제습하여 압출기로 배출시키는 제습장치의 내부에 교반부를 구비하여, 재활용 플라스틱 원료와 신원료인 페트(PET) 칩이 일정한 비율로 혼합된 상태를 유지하면서 압출기로 배출하고, 제습장치에 공기순환부를 구비하여 공기순환부에서 생성된 건조된 열풍공기를 제습장치로 공급하여 제습효과를 증대시켜 물성이 균일한 고강성 포장밴드를 제조할 수 있는 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치에 관한 것이다.

Description

고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치{Dehumidifying device provided in manufacturing device for high rigidity packaging band}

일반적으로 플라스틱수지(PET, polyethylene terephthalate, 이하 '페트'라 함)는 폴리에스테르 또는 페트(PET)라고 불리는 고분자화합물로서, 열가소성, 결정성, 배향성, 흡습성의 특징을 지닌다. 이때, 고분자수지의 고유점도(Intrinsic Viscosity, IV)의 증감에 따라 고분자의 분자량에 차이가 발생하며, 점도는 배향성과 흡습성과 함께 재활용 페트(PET)밴드 생산에 있어서, 인장강도와 신율을 결정짓는 가장 중요한 요소이다.

통상 포장용 밴드의 제조는 사출 또는 압출 성형기에 필렛(pellets) 형태의 원료를 공급하여 가열 성형하는 방식으로 제조되며, 이와 같이 사출 또는 압출 성형기를 통한 성형에서, 원료에 포함된 수분이 많을 경우, 플라스틱 원료가 가수분해를 일으키거나, 원료 자체가 열화되어 성형 후의 플라스틱 제품의 강도 또는 인성이 저하되는 문제점이 발생한다.

이에 따라, 한국등록특허공보 제10-1515342호('개선된 원료 제습장치', 2015.04.24. 공고)에서 개시한 바와 같이, 최근에는 성형기로 공급되는 플라스틱 원료가 포함하는 수분 함량을 일정량 이하로 유지시키도록 사전에 건조하는 공정을 추가로 수행하고 있다.

또한, 최근 플라스틱 생산량 대비 1차 원료 자원의 고갈이 촉진되어 가는 실정으로 재활용 페트(PET)가 중요한 이차자원으로서 인류 경제에 차지하는 비중이 빠른 속도로 커지고 있으나, 고강성을 갖는 포장용 밴드를 생산하기 위해서는 고유점도(IV)가 0.75 내지 0.9(dl/g) 정도 요구되나, 일반적인 페트(PET)병의 경우 평균 0.6(dl/g)의 고유점도를 형성하여 고강성 밴드로 생산하기에는 화학적 특성이 적합하지 않고, 재활용 원료의 품질이 일정하지 않다는 단점이 있으므로, 낮은 IV특성을 갖는 재활용 페트(PET) 분쇄품 원료와 높은 IV 특성을 이루는 신원료 페트(PET) 칩을 적정한 비율로 혼합하여 사용하고 있다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 재활용 페트(PET) 분쇄품 원료는 파쇄된 형태가 각각 다르고, 신원료 페트(PET) 칩은 원형의 필렛(pellets) 형상으로 가공된 것이어서, 재활용 페트(PET) 분쇄품 원료와 신원료 페트(PET) 칩을 혼합한 혼합원료로 고강성 포장밴드를 제조할 경우, 혼합원료의 제습을 위해 제습장치의 건조챔버에 유입된 혼합원료는 제습장치의 건조챔버에 장시간 머물면서 원료들 간에 무게 및 마찰저항에 의해 재활용 페트(PET) 분쇄품 원료는 상부에 모이고, 신원료 페트(PET) 칩은 하부에 모이게 됨으로써 재활용 페트(PET) 분쇄품 원료와 신원료 페트(PET) 칩이 균일하게 혼합된 혼합원료가 압출기로 공급되지 못하고, 재활용 페트(PET) 분쇄품 원료와 신원료 페트(PET) 칩이 불균일하게 혼합된 혼합원료가 압출기로 공급됨으로써, 균일한 강성을 갖는 밴드의 제조가 어렵다는 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 제10-1515342호(2015.04.24. 공고)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 균일한 강성을 갖는포장밴드가 제조될 수 있도록 재활용 페트(PET) 분쇄품 원료와 신원료 페트(PET) 칩이 혼합된 혼합원료에 포함된 수분을 제습하여 압출기로 배출되는 혼합원료의 혼합비율이 균일하게 유지되면서 압출기로 배출될 수 있도록 제습장치 내부에 교반부를 구비한 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 균일한 강성을 갖는 포장밴드가 제조될 수 있도록 혼합원료에 포함된 수분의 제습 효율을 향상시키기 위하여 제습장치 내부로 건조된 열풍공기를 공급하는 공기순환부를 구비한 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치를 제공하고자 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한, 본 발명은 서로 다른 크기를 이루는 적어도 둘 이상의 재료를 혼합한 혼합원료로 고강성 포장밴드를 제조하는 고강성 포장밴드 제조장치에 있어서, 상기 고강성 포장밴드 제조장치는 상기 혼합원료의 제습 및 교반을 동시에 수행하는 제습장치(1000)를 포함하되, 상기 혼합원료의 제습 및 교반을 동시에 수행하는 제습장치(1000)는, 상부에 혼합원료가 공급되는 원료공급부(110)가 구비되고, 하부에 건조된 혼합원료를 배출하기 위한 원료배출부(120)가 구비되는 건조챔버(100); 상기 건조챔버(100) 내부로 건조된 열풍공기를 공급하고, 제습된 습공기를 배출하도록 구성되는 공기순환부(200);를 포함하고, 상기 건조챔버(100)는, 외부하우징(150) 및 상기 외부하우징(150)의 내측에 회전 가능하도록 구비되는 회전용기(140), 상기 건조챔버(100) 하부의 외부하우징(150) 및 회전용기(140) 사이에는 회전용기(140)를 지지하는 하부베어링(340), 상기 건조챔버(100) 상부의 외부하우징(150) 및 회전용기(140) 사이에는 회전용기(140)와 결합되어 상기 회전용기(140)가 축회전되도록 구동하는 회전모터(350), 상기 외부하우징(150)의 상부 내측면에 결합되어 상기 회전용기(140) 내부에 수용되는 교반부(300)를 포함하고, 상기 회전모터(350)에 의한 회전용기(140)의 회전에 의해 상기 회전용기(140) 내부에 수용된 혼합원료가 교반되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기순환부(200)는, 상기 건조챔버(100) 상부에 구비되고, 건조챔버(100) 내부의 습공기가 배출되는 습공기배출관(221); 상기 습공기배출관(221)과 연결된 배관라인에 구비되고, 습공기배출관(221)을 통해 배출된 습공기 내의 수분 및 오염물질을 제거하는 제1건조필터(232); 상기 제1건조필터(232)와 연결된 배관라인에 구비되고, 제1건조필터(232)를 통과한 공기에 함유된 수분을 응결시키는 제1,2건조쿨러(235,237); 상기 제1,2건조쿨러(235,237)와 연결된 배관라인에 구비되고, 제1,2건조쿨러(235,237)를 통과한 공기에 포함된 습기를 흡수하기 위한 흡습건조제가 수용된 건조제탱크(231); 상기 건조제탱크(231)와 연결된 배관라인에 구비되고, 건조제탱크(231)를 통과한 건조공기에 포함된 이물질을 제거하는 제2건조필터(234); 상기 제2건조필터(234)와 연결된 배관라인에 구비되고, 제2건조필터(234)를 통과한 공기를 가열하는 건조히터(233); 상기 건조히터(233)에서 건조된 열풍공기를 공급노즐(210)로 이송하는 건조공기공급관(211); 및 상기 건조공기공급관(211)에 구비되고, 건조공기공급관(211)을 통해 공급되는 건조된 열풍공기를 건조챔버(100) 내부로 공급하는 공급노즐(210);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공급노즐(210)은 상하 대칭형상인 마름모형상으로 형성되고, 상부는 공기순환부(200)의 건조공기공급관(211)에 연결되며, 상기 건조공기공급관(211)을 통해 공급노즐(210)에 공급된 건조된 열풍공기가 원료수용공간(130)의 하부방향으로 분사될 수 있도록 상기 공급노즐(210)의 하부에는 분사공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교반부(300)는, 상기 건조챔버(100)의 상측에 구비된 교반모터(310); 상기 교반모터(310)로부터 동력을 전달받아 회전하는 교반축(320); 및 상기 교반축(320)에 구비되는 교반날개(330);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교반날개(330)는, 상기 교반축(320)의 외주면에 구비되는 나선형 교반날개(331); 및 상기 교반축(320)의 끝단에 구비되는 일자형 교반날개(332);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전용기(140)의 하부 내측면에는 원료수용공간(130)의 내측 중앙을 향해 수직으로 돌출된 돌출날개(325)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기순환부(200)는 건조제탱크(231) 내부에 수용된 흡습건조제의 재생을 위한 재생순환시스템을 더 포함하며, 상기 재생순환시스템은 재생송풍기(242)에 의해 흡입된 외기를 필터링하는 재생필터(241); 상기 재생필터(241)를 통과한 외기를 흡습건조제가 함유한 수분을 제거하기 위한 온도로 가열하는 재생히터(243); 및 상기 재생필터(241)를 통과한 외기를 상기 건조제탱크(231) 내부로 유입시켜 건조제탱크(231)에 수용된 흡습건조제를 재생한 후 배출하는 재생가스배출라인(L4);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기순환부(200)는, 상기 습공기배출관(221)과 제1건조필터(232) 사이에서 분기되어 건조제탱크(231)에 연결되는 습공기재생라인(L2-2)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따른 본 발명은, 재활용 페트(PET) 분쇄품 원료와 신원료 페트(PET) 칩이 혼합된 혼합원료가 균일한 혼합비율로 제습되어 압출기로 배출될 수 있도록 하여 물성이 균일한 고강성 포장밴드가 제조되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 혼합원료를 공기순환부에서 공급되는 건조된 열풍공기로 제습함에 따라 물성이 균일한 고강성 포장밴드가 제조되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 포장밴드 제조장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 제습장치의 공기순환부를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 제습장치를 도시한 단면도.
도 4는 도 3에 따른 제습장치의 구성 일부를 도시한 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 포장밴드 제조장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제습장치의 공기순환부를 도시한 구성도로서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 포장밴드 제조장치(1)는, 혼합탱크(10), 집진기(20), 제습장치(1000), 압출기(40), 냉각기(50), 1차연신기(60), 예열기(70), 2차연신기(80) 및 권취기(90)를 포함하여 구성된다.

상기 혼합탱크(10)는 고강성 포장밴드의 재료인 재활용 페트(PET) 분쇄 조각(flake, 이하 '재활용 페트(PET) 조각'이라 함)과 신원료 페트(PET) 칩을 일정한 비율로 혼합하여 혼합원료를 제조하는 탱크이다.

여기에서, 재활용 페트(PET) 조각은 재활용을 위해 이물질 제거 및 세척을 시행한 후 분쇄된 페트(PET) 조각으로, 분쇄 시 다양한 형상 및 형태로 분쇄된 것이며, 신원료 페트(PET) 칩은 고강성 포장밴드를 제조하기 위한 수지원료로 원형의 필렛(pellets) 형상으로 가공된 것이다.

상기 혼합탱크(10)에서 혼합되는 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩은 제조하고자 하는 고강성 포장밴드의 물성에 따라 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩의 혼합비율이 결정되므로, 포장밴드의 물성 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

상기 집진기(20)는 상기 혼합탱크(10)에서 이송된 혼합원료에 포함된 먼지 등의 불순물을 제거하는 장치이며, 집진기(20)에서 불순물이 제거된 혼합원료는 제습장치(1000)로 공급된다.

상기 집진기(20)는 선회운동을 일으켜 혼합원료에 작용하는 원심력에 의해 혼합원료의 난류현상을 억제시키며, 먼지 및 수분을 분리시키는 사이클론 집진기를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 제습장치(1000)는 집진기(20)에서 공급된 혼합원료에 포함된 수분을 제거하는 장치로서, 제습장치(1000)의 건조챔버(100) 내부를 감압하여 공기 내 이슬점을 낮추어 원료에 흡습된 수분을 응축시켜 표면으로 이동해 나오도록 한 후, 표면으로 이동해 나온 수분에 건조된 열풍공기를 공급하여 수분이 제거되도록 한다.

상기 제습장치(1000)에서 제습된 혼합원료는 수분함량이 0.05% 이상일 경우 성형 시 유동성이 증가하고 강도가 저하되어 균일한 강성을 가지는 포장밴드의 제조가 불가능한 바, 균일한 강성을 갖는 포장밴드를 제조하기 위해서는 제습공정에서 혼합원료에 포함된 수분을 0.05중량% 미만으로 제습해야 한다.

일반적으로 혼합원료에 포함된 수분을 0.05중량% 미만으로 제습하기 위해서는 혼합원료를 4 내지 8 시간동안 제습장치에 체류시키면서 제습하게 된다.

이때, 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩이 혼합된 혼합원료는 제습장치(1000)의 건조챔버(100) 내부에서 장시간 머물게 되면서 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩은 서로 다른 무게 및 마찰저항에 의해 신원료 페트(PET) 칩이 먼저 하부로 내려가게 되고, 상부에 재활용 페트(PET) 조각이 남게 되는 현상이 발생하여 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩이 균일한 혼합비율로 연속적으로 압출기(40)로 배출되지 못하고, 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩의 혼합비율이 불균일한 혼합원료가 압출기(40)로 배출됨으로써 포장밴드의 강성이 균일한 제품으로 생산되지 못하는 문제점이 발생된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 제습장치(1000)에서 제습되는 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩의 혼합원료가 균일한 혼합비율로 연속적으로 압출기(40)에 공급될 수 있도록 제습장치에 교반부(300)가 구비된다. 또한, 제습장치로 건조된 열풍공기를 공급하여 제습 효과를 향상시킨다.

이후, 제습장치(1000)에서 배출된 혼합원료는 상기 압출기(40)에서 성형되어 적정한 점성 및 강성을 가지면서 설정된 밴드의 폭 및 두께로 성형이 이루어지도록 냉각기(50), 1차연신기(60), 예열기(70), 2차 연신기(80) 및 권취기(90)를 순차적으로 거치면서 롤 형태의 포장밴드가 제조된다.

이때, 제조장치(1)의 자동화를 위해 상기 혼합탱크(10), 집진기(20), 제습장치(1000) 및 압출기(40) 사이에는 원료를 이송하기 위한 파이프관이 서로 연결되어 혼합원료의 이송을 자동화하고, 순차적으로 이루어지는 공정도 자동화하여 전체적인 제조공정이 연속적으로 이루어질 수 있도록 자동화 제어가 가능하도록 구성될 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치(1000)를 더욱 자세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 제습장치(1000)는 상부에 혼합원료가 공급되는 원료공급부(110)가 연결되고, 하부에 건조된 혼합원료를 배출하기 위한 원료배출부(120)가 구비되는 건조챔버(100) 및 상기 건조챔버(100) 내부로 건조된 열풍공기를 공급하고, 제습된 습공기를 배출하도록 구비되는 공기순환부(200)를 더 포함하여 구성된다.

상기 건조챔버(100)는 하측이 하부방향으로 갈수록 내경이 점차 감소하는 테이퍼 형상이고, 내부에는 집진기(20)로부터 공급된 혼합원료가 수용되는 원료수용공간(130)이 형성된다.

상기 건조챔버(100)의 일측에는 상기 원료수용공간(130)의 온도 및 습도 등을 측정할 수 있는 센서(160)가 구비될 수 있다.

상기 원료수용공간(130)의 하부에는 원료수용공간(130)에 수용된 혼합원료에 건조된 열풍공기를 분사하기 위한 공급노즐(210)이 구비되되, 상기 건조챔버(100)의 중심축상에 하부방향을 향하도록 구비되고, 상기 공급노즐(210)의 하측인 상기 원료수용공간(130)의 하단부에는 제습된 혼합원료가 배출되는 원료배출부(120)가 형성된다.

상기 건조챔버(100)의 상부에는 혼합원료로부터 증발된 수분을 함유한 공기(이하, '습공기'라 함)가 상기 공기순환부(200)로 배출될 수 있도록 습공기배출공(220)이 형성되고, 상기 습공기배출공(220)에는 공기순환부(200)의 습공기배출관(221)이 연결된다.

그리고, 상기 공기순환부(200)의 건조공기공급관(211)에 연결된 공급노즐(210)에는 공기순환부(200)에서 건조된 열풍공기가 건조공기공급관(211)을 통해 공급되고, 공급노즐(210)에 공급된 건조된 열풍공기는 공급노즐(210)를 통해 원료수용공간(130)의 하부방향으로 분사된다.

이를 위해, 상기 공급노즐(210)은 상하 대칭형상인 마름모형상으로 형성되되, 상부는 공기순환부(200)의 건조공기공급관(211)에 연결되며, 상기 건조공기공급관(211)을 통해 공급노즐(210)에 공급된 건조된 열풍공기가 원료수용공간(130)의 하부방향으로 분사될 수 있도록 상기 공급노즐(210)의 하부에는 분사공(도면부호 미도시)이 형성된다.

상기 공기순환부(200)는 상기 건조챔버(100) 내부에 수용된 혼합원료를 건조시키기 위한 적정한 온도 및 풍량을 건조챔버(100) 내부로 공급하여 분사하고, 혼합원료로부터 탈수된 습기를 포함한 습공기를 건조챔버(100) 내부로부터 배출받아 습공기에 포함된 수분을 제거한 후 다시 건조챔버(100) 내부로 공급하게 된다.

구체적으로, 상기 공기순환부(200)는 상기 건조챔버(100)의 상부에 형성된 습공기배출공(220)에 연결되어 건조챔버(100) 내부의 습공기가 배출되도록 하는 습공기배출관(221)과, 상기 습공기배출관(221)과 연결된 배관라인에 구비되어 습공기배출관(221)을 통해 배출된 습공기 내의 수분 및 오염물질을 제거하는 제1건조필터(232)와, 상기 제1건조필터(232)와 연결된 배관라인에 구비되어 제1건조필터(232)를 통과한 공기에 함유된 수분을 응결시키는 제1,2건조쿨러(235, 237)와, 상기 제1건조쿨러(235) 및 상기 제2건조쿨러(237) 사이 배관라인에 구비되어 공기순환부 내의 공기를 유동시키는 건조송풍기(236)와, 상기 제1,2건조쿨러(235, 237)와 연결된 배관라인에 구비되어 제1,2건조쿨러(235, 237)를 통과한 공기에 포함된 습기를 흡수하기 위한 흡습건조제가 수용된 건조제탱크(231)와, 상기 건조제탱크(231)와 연결된 배관라인에 구비되어 건조제탱크(231)를 통과한 건조공기에 포함된 이물질을 제거하기 위해 구비되는 제2건조필터(234)와, 상기 제2건조필터(234)와 연결된 배관라인에 구비되어 제2건조필터(234)를 통과한 공기를 가열하는 건조히터(233)와, 상기 건조히터(233)에서 건조된 열풍공기를 공급노즐(210)로 이송하는 건조공기공급관(211) 및 상기 건조공기공급관(211)에 구비되어 건조공기공급관(211)을 통해 공급되는 건조된 열풍공기를 건조챔버(100) 내부로 분사하는 공급노즐(210)을 포함하여 구성된다.

상기 공기순환부(200)에서 공급노즐(210)에 의해 건조챔버(100) 내부로 분사된 건조된 열풍공기는 혼합원료에 포함된 수분이 배출되도록 한 후 혼합원료에서 배출된 수분을 흡습하여 습공기가 되고, 습공기는 건조챔버(100)의 습공기배출공(220)에 결합된 습공기배출관(221)을 통해 건조챔버(100) 외부로 배출된다.

그리고, 상기 습공기배출관(221)으로 배출된 습공기는 제1건조필터(232)에서 습공기 내의 수분 및 오염물질이 제거되고, 제1건조필터(232)에서 습공기 내의 수분 및 오염물질이 제거된 공기는 제1,2건조쿨러(235,237)에서 공기에 함유된 수분이 응결될 수 있도록 냉각된 후 공기에 포함된 습기를 흡수하기 위한 흡습건조제가 수용된 건조제탱크(231)로 유입되어 공기에 포함된 습기가 제거된다.

또한, 상기 건조제탱크(231)에서 습기가 제거된 건조공기는 제2건조필터(234)에서 공기 중에 포함된 이물질이 제거되고, 제2건조필터(234)에서 이물질이 제거된 공기는 건조히터(233)에서 가열된 후 건조된 열풍공기가 되어 건조공기공급관(211)을 통해 공급노즐(210)로 공급되고, 공급노즐(210)에서 상기 건조챔버(100) 내부로 분사된다.

이때, 상기 건조챔버(100)의 건조공기공급관(211)으로부터 건조제탱크(231)를 연결하는 건조공기공급라인(L1)과 상기 건조챔버(100)의 습공기배출관(221)으로부터 건조제탱크(231)를 연결하는 습공기배출라인(L2)은 건조송풍기(236)에 의해 공기순환부(200) 내에서 공기가 유동되도록 하는 폐사이클 시스템이 구축된다.

상기 건조공기공급라인(L1)은 건조제탱크(231), 제2건조필터(234), 건조공기공급관(211)의 순으로 구성되고, 습공기배출라인(L2)은 습공기배출관(221), 제1건조필터(232), 제1건조쿨러(235), 건조송풍기(236), 제2건조쿨러(237), 건조제탱크(231)의 순으로 구성된다.

또한, 상기 공기순환부(200)는 상기 건조제탱크(231) 내부에 수용된 흡습건조제의 재생을 위한 재생순환시스템을 더 포함할 수 있다.

보다 상세하게는, 재생송풍기(242)에 의해 흡입된 외기를 필터링하는 재생필터(241)와 상기 재생필터(241)를 통과한 외기를 흡습건조제가 함유한 수분을 제거하기 위한 온도로 가열하는 재생히터(243)를 지나 상기 건조제탱크(231) 내부로 유입되어, 상기 건조제탱크(231)에 수용된 흡습건조제를 재생한 후 재생가스배출라인(L4)을 통해 배출할 수 있다.

또한, 상기 흡습건조제의 재생을 위한 열교환의 효율을 증대시키기 위하여, 상기 습공기배출라인(L2)의 습공기배출관(221)과 제1건조필터(232) 사이에 분기된 습공기재생라인(L2-2)을 통하여, 상기 건조챔버(100)로부터 배출된 고온의 습공기를 상기 건조제탱크(231) 내부로 순환시켜 흡습건조제의 재생에 이용함으로써 재생 과정의 열손실을 감소시킬 수 있다.

여기에서 상기 습공기재생라인(L2-2) 및 건조제탱크(231)를 지나 배출된 공기는 습공기배출라인(L2)의 제2건조쿨러(237)와 건조제탱크(231) 사이에 형성되는 습공기건조라인(L2-1)과 연결되며, 상기 습공기재생라인(L2-2)과 습공기건조라인(L2-1)의 연결점에 구비된 습공기재생밸브(244)에 의해서 순환되는 재생용 흡공기의 유량을 조절한다.

이때, 조절되는 유량은 상기 건조챔버(100)로부터 배출되는 원료의 온도, 압출기에서의 밴드히터에 따른 성형 성능에 따라 조절될 수 있으며, 최적의 성능을 유지하기 위해서는 건조챔버(100)로부터 배출되는 원료의 온도, 건조챔버(100)로 유입되는 열풍의 온도 및 배출되는 습공기가 건조제탱크(231)로 유입되는 온도를 지속적으로 측정하여, 송풍기 속도를 VFD(variable frequency drive)로 제어함으로써 제습공정에서의 열소비를 최소화 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 건조챔버(100) 내부로 유입된 혼합원료는 제습장치에서 제습공정을 거치면서 혼합원료에 포함된 습기가 제거되어 수분함량이 0.05% 미만이 된 후, 고강성 포장밴드 제조를 위해 압출기(40)로 공급되게 된다.

그러나, 각기 다른 형태 및 크기로 분쇄되어 제공되는 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩이 혼합된 혼합원료는, 제습장치(1000)에 공급된 후 제습장치(1000)에서 건조되는 과정 중 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩의 크기 및 무게 차이와 낙하 마찰계수의 차이에 의해 신원료 페트(PET) 칩이 먼저 낙하하여 제습장치(1000)의 하부에 도달하고, 이후 재활용 페트(PET) 조각이 낙하하여 먼저 낙하된 신원료 페트(PET) 칩 위에 쌓이게 됨으로써 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩이 서로 분리되어 층을 이루게 된다.

또한, 층이 이루어진 상태에서 압출기(40)로 공급되게 되어, 연속적으로 제조되는 포장밴드의 일부분은 신원료 페트(PET) 칩이 많아 포함된 원료로 제조되고, 일부분은 재활용 페트(PET) 조각이 많이 포함된 원료로 제조되어 물성이 균일한 포장밴드가 제조되지 못하는 현상이 발생된다.

이에 본 발명은, 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치(1000)의 구성인 건조챔버(100)에 교반부(300)를 더 구비하여 상기의 문제점을 해결할 수 있다.

상기 교반부(300)는 상기 건조챔버(100) 내부에 수용된 혼합원료를 교반하기 위하여 상기 건조챔버(100) 내부에 구비되며, 적어도 하나 이상의 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩이 일정한 비율로 혼합된 혼합원료가 상기 제습장치(1000)의 건조챔버(100) 내부에서 장시간 머물면서 제습되는 과정 중 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩이 서로 분리되지 않고, 압출기(40)로 배출되도록 하여 균일한 강성을 갖는 포장밴드를 제조하기 위해 구비되는 것이다.

즉, 상기 건조챔버(100) 내부에 구비된 원료수용공간(130)에 수용되는 혼합원료가 제습공정 중에도 교반이 이루어지도록 상기 건조챔버(100)의 원료수용공간(130)에 교반부(300)를 구비하여, 상기 건조챔버(100)에서 배출되어 압출기(40)로 유입되는 재활용 페트(PET) 조각과 신원료 페트(PET) 칩이 혼합된 혼합원료의 혼합비율이 설정된 혼합비율로 균일하게 연속적으로 공급될 수 있도록 제습장치(1000)에 구비된 교반부(300)에 의해서 혼합원료의 교반이 연속적으로 이루어지게 된다.

이러한 상기 교반부(300)는 상기 건조챔버(100)의 원료수용공간(130)에 구비된 공급노즐(210)에 간섭되지 않도록 상기 공급노즐(210)과 상기 건조챔버(100)의 측벽 사이에 구비된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치는 외부하우징(150)과 상기 외부하우징(150)의 내부에 회전가능하도록 구비되는 회전용기(140)를 포함하는 건조챔버(100)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 건조챔버(100)는 외부하우징(150)과 상기 외부하우징(150)의 내측에 회전 가능하도록 구비되는 회전용기(140)를 포함하며, 상기 건조챔버(100) 하부의 외부하우징(150)과 회전용기(140) 사이에는 회전용기(140)를 지지하는 하부베어링(340)이 구비되고, 상기 건조챔버(100) 상부의 외부하우징(150)과 회전용기(140) 사이에는 회전모터(350)의 동력을 회전용기(140)에 전달하는 회전모터기어(351)와 상기 회전모터기어(351)에 결합되는 회전용기기어(141)가 구비되며, 상기 회전모터기어(351)는 회전모터(350)의 축에 결합되게 된다.

상기 회전용기기어(141)는 회전용기(140)의 상부면 또는 하부면에 돌출되어 형성되되, 회전용기(140)의 회전축을 축중심으로 하고, 상기 축중심에서 일정한 반지름을 가지면서 외부로 돌출된 원통형의 돌기 외주면에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니고, 회전모터(350)의 동력을 전달받아 회전용기(140)를 회전할 수 있는 범위 내에서 설계변경이 가능하다.

또한, 상기 회전모터(350)는 도 3에 도시된 바와 같이 외부하우징(150)의 외부에 구비될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 회전용기(140)의 회전용기기어(141)에 회전력을 전달할 수 있는 곳이면 얼마든지 변형하여 실시할 수 있을 것이다.

상기 회전용기(140)의 회전은 회전모터(350)의 동력에 의해 회전되며, 이는 회전모터기어(351)의 회전력을 전달받은 회전용기기어(141)의 회전에 의해 회전용기기어(141)가 구동하게 되고, 회전용기기어(141)의 구동에 의해 회전용기(140)가 회전하게 되며, 회전용기(140)의 회전속도를 조절하기 위하여 상기 회전모터기어(351)와 회전용기기어(141) 사이에 감속기(미도시)를 구비할 수 있다.

이때, 회전용기(140)는 외부하우징(150)과 회전용기(140) 사이에 개재된 하부베어링(340)에 의해 수직방향의 지지가 이루어지고, 상기 회전모터기어(351)와 회전용기기어(141)의 결합에 의해 수평방향의 지지가 이루지게 된다.

아울러, 회전용기(140)의 수평방향 지지를 보강하기 위하여 외부하우징(150)의 내측벽과 회전용기(140)의 외측벽 사이에 원주방향으로 다수의 지지베어링(미도시)이 설치될 수 있다.

또한, 상기 건조챔버(100) 내부에 수용된 혼합원료를 교반하기 위하여 상기 건조챔버(100) 내부에 구비되는 교반부(300)는 상기 외부하우징(150)의 상부 내측면에 결합되고, 상기 회전용기(140) 내부에 수용된다. 구체적으로 상기 교반부(300)는 상기 외부하우징(150)의 상부 내측면에 결합되어서 하부방향으로 돌출되 상기 회전용기(140) 내부에 수용되는 교반축(320), 상기 교반축(320)의 외주면에 구비되는 나선형 교반날개(331) 및 상기 교반축(320)의 끝단에 구비되는 일자형 교반날개(332)로 이루어진 교반날개(330)를 포함하여 구성되며, 상기 회전용기(140)의 하부 내측면에는 상기 원료수용공간(130)의 내측 중앙을 향해 수평으로 돌출된 돌출날개(325)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 원료수용공간(130)에 수용된 혼합원료의 교반은 회전용기(140)의 회전에 의해 함께 회전하는 혼합원료를 회전하지 않고, 상기 외부하우징(150)의 상부 내측면에 결합 고정된 교반축(320)에 구비된 교반날개(330) 및 회전용기(140)와 함께 회전하는 돌출날개(325)에 의해 이루어진다.

특히, 나선형 교반날개(331)에 의해 원료수용공간(130)에 수용된 혼합원료가 교반되면서 원료수용공간(130) 하부로 낙하하게 되고, 하부로 낙하한 혼합원료는 일자형 교반날개(332) 및 돌출날개(325)에 의해 2차 교반이 이루어져 혼합원료의 교반성능을 향상시킬 수 있게 된다.

더불어, 상기 건조챔버(100) 내부에 수용된 혼합원료의 건조공정을 위한 공기순환부(200)의 건조공기공급관(211)은 상기 건조챔버(100)의 회전축 방향과 동일 선상에 구비되는 것이 바람직하며, 상기 외부하우징(150) 및 회전용기(140)의 상면을 관통하여 회전용기(140)의 내부로 유입되도록 구성되고, 상기 건조공기공급관(211)의 하부 끝단에는 상기 회전용기(140) 내측 하방으로 건조공기를 분사하는 공급노즐(210)이 형성되며, 상기 회전용기(140)는 상기 건조공기공급관(211)과는 독립된 회전이 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 회전용기(140)는 상부면 일부가 개방된 상단(142)이 형성되어, 상기 공기순환부(200)의 건조공기공급관(211), 습공기배출관(221), 원료공급부(110) 및 교반축(320) 중 적어도 어느 하나 이상이 상기 개방된 상단(142)을 통해 회전용기(140) 내부로 유입되도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 원료공급부(110)는 상기 회전용기(140)의 개방된 상단(142)을 통하여 상기 회전용기(140) 내부로 혼합원료를 공급하고, 상기 건조공기공급관(211)은 개방된 상기 회전용기(140)의 개방된 상단(142)을 통하여 내부로 삽입되어 상기 공급노즐(210)의 지지 및 건조공기의 운반을 수행한다.

또한, 혼합원료로부터 배출된 수분을 포함하는 습공기는 상기 회전용기(140)의 상방에 구비된 원료배출관(221)을 통하여 외부로 배출되게 되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 회전용기(140)의 상단의 개폐여부 및 상기 건조공기공급관(211), 습공기배출관(221), 원료공급부(110) 및 교반축(320)의 결합부는 상기 회전용기(140)의 회전에 간섭되지 않도록 구성되기 위한 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 방식으로 변형 실시가 가능할 것이며, 예를 들면, 상기 공기순환부(200)는 상기 회전용기(140)의 적어도 일부가 상기 외부하우징(150)과 연통되도록 형성된 습공기배출공(220)이 형성되고, 상기 외부하우징(150)은 내부와 연통되어 상기 회전용기(140)로부터 유입된 습공기를 외부로 배출하는 습공기배출관(221)이 연결되도록 형성되어, 상기 회전용기(140)의 회전에 의해 상기 습공기배출관(221)을 간섭하지 않도록 격리할 수 있으며, 이와 동시에 상기 회전용기(140)로부터 습공기배출공(220)을 통하여 배출된 습공기가 상기 회전용기(140)와 외부하우징(150) 사이 공간을 순회하여 상기 습공기배출공(220)을 통하여 배출되도록 구성될 수도 있을 것이다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1 : 포장밴드 제조장치
10 : 혼합탱크 20 : 집진기
40 : 압출기 50 : 냉각기
60 : 1차연신기 70 : 예열기
80 : 2차연신기 90 : 권취기
1000 : 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치
100 : 건조챔버
110 : 원료공급부 120 : 원료배출부
130 : 원료수용공간 140 : 회전용기
141 : 회전용기기어 142 : 개방된 상단
150 : 외부하우징 160 : 센서
200 : 공기순환부
210 : 공급노즐 211 : 건조공기공급관
220 : 습공기배출공 221 : 습공기배출관
231 : 건조제탱크 232 : 제1건조필터
233 : 건조히터 234 : 제2건조필터
235 : 제1건조쿨러 236 : 건조송풍기
237 : 제2건조쿨러 241 : 재생필터
242 : 재생송풍기 243 : 재생히터
244 : 습공기재생밸브
300 : 교반부
310 : 교반모터 311 : 동력벨트
320 : 교반축 321 : 교반축기어
325 : 돌출날개 330 : 교반날개
331 : 나선형 교반날개 332 : 일자형 교반날개
340 : 하부베어링 350 : 회전모터
351 : 회전모터기어
L1 : 건조공기공급라인 L2 : 습공기배출라인
L2-1 : 습공기건조라인 L2-2 : 습공기재생라인
L3 : 재생가스유입라인 L4 : 재생가스배출라인

Claims

서로 다른 크기를 이루는 적어도 둘 이상의 재료를 혼합한 혼합원료로 고강성 포장밴드를 제조하는 고강성 포장밴드 제조장치에 있어서,
상기 고강성 포장밴드 제조장치는 상기 혼합원료의 제습 및 교반을 동시에 수행하는 제습장치(1000)를 포함하되,
상기 혼합원료의 제습 및 교반을 동시에 수행하는 제습장치(1000)는,
상부에 혼합원료가 공급되는 원료공급부(110)가 구비되고, 하부에 건조된 혼합원료를 배출하기 위한 원료배출부(120)가 구비되는 건조챔버(100); 및
상기 건조챔버(100) 내부로 건조된 열풍공기를 공급하고, 제습된 습공기를 배출하도록 구성되는 공기순환부(200);를 포함하고,
상기 건조챔버(100)는,
외부하우징(150) 및 상기 외부하우징(150)의 내측에 회전 가능하도록 구비되는 회전용기(140),
상기 건조챔버(100) 하부의 외부하우징(150) 및 회전용기(140) 사이에는 회전용기(140)를 지지하는 하부베어링(340),
상기 건조챔버(100) 상부의 외부하우징(150) 및 회전용기(140) 사이에는 회전용기(140)와 결합되어 상기 회전용기(140)가 축회전되도록 구동하는 회전모터(350),
상기 외부하우징(150)의 상부 내측면에 결합되어 상기 회전용기(140) 내부에 수용되는 교반부(300)를 포함하고,
상기 회전모터(350)에 의한 회전용기(140)의 회전에 의해 상기 회전용기(140) 내부에 수용된 혼합원료가 교반되는 것을 특징으로 하는 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치.
제1항에 있어서,
상기 공기순환부(200)는,
상기 건조챔버(100) 상부에 구비되고, 건조챔버(100) 내부의 습공기가 배출되는 습공기배출관(221);
상기 습공기배출관(221)과 연결된 배관라인에 구비되고, 습공기배출관(221)을 통해 배출된 습공기 내의 수분 및 오염물질을 제거하는 제1건조필터(232);
상기 제1건조필터(232)와 연결된 배관라인에 구비되고, 제1건조필터(232)를 통과한 공기에 함유된 수분을 응결시키는 제1,2건조쿨러(235,237);
상기 제1,2건조쿨러(235,237)와 연결된 배관라인에 구비되고, 제1,2건조쿨러(235,237)를 통과한 공기에 포함된 습기를 흡수하기 위한 흡습건조제가 수용된 건조제탱크(231);
상기 건조제탱크(231)와 연결된 배관라인에 구비되고, 건조제탱크(231)를 통과한 건조공기에 포함된 이물질을 제거하는 제2건조필터(234);
상기 제2건조필터(234)와 연결된 배관라인에 구비되고, 제2건조필터(234)를 통과한 공기를 가열하는 건조히터(233);
상기 건조히터(233)에서 건조된 열풍공기를 공급노즐(210)로 이송하는 건조공기공급관(211); 및
상기 건조공기공급관(211)에 구비되고, 건조공기공급관(211)을 통해 공급되는 건조된 열풍공기를 건조챔버(100) 내부로 공급하는 공급노즐(210);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치.
제2항에 있어서,
상기 공급노즐(210)은 상하 대칭형상인 마름모형상으로 형성되고, 상부는 공기순환부(200)의 건조공기공급관(211)에 연결되며, 상기 건조공기공급관(211)을 통해 공급노즐(210)에 공급된 건조된 열풍공기가 원료수용공간(130)의 하부방향으로 분사될 수 있도록 상기 공급노즐(210)의 하부에는 분사공이 형성되는 것을 특징으로 하는 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치.
제1항에 있어서,
상기 교반부(300)는,
상기 건조챔버(100)의 상측에 구비된 교반모터(310);
상기 교반모터(310)로부터 동력을 전달받아 회전하는 교반축(320); 및
상기 교반축(320)에 구비되는 교반날개(330);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치.
제4항에 있어서,
상기 교반날개(330)는,
상기 교반축(320)의 외주면에 구비되는 나선형 교반날개(331); 및
상기 교반축(320)의 끝단에 구비되는 일자형 교반날개(332);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치.
제1항에 있어서,
상기 회전용기(140)의 하부 내측면에는 원료수용공간(130)의 내측 중앙을 향해 수직으로 돌출된 돌출날개(325)가 구비되는 것을 특징으로 하는 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치.
제2항에 있어서,
상기 공기순환부(200)는 건조제탱크(231) 내부에 수용된 흡습건조제의 재생을 위한 재생순환시스템을 더 포함하며,
상기 재생순환시스템은 재생송풍기(242)에 의해 흡입된 외기를 필터링하는 재생필터(241);
상기 재생필터(241)를 통과한 외기를 흡습건조제가 함유한 수분을 제거하기 위한 온도로 가열하는 재생히터(243); 및
상기 재생필터(241)를 통과한 외기를 상기 건조제탱크(231) 내부로 유입시켜 건조제탱크(231)에 수용된 흡습건조제를 재생한 후 배출하는 재생가스배출라인(L4);을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치.
제7항에 있어서,
상기 공기순환부(200)는,
상기 습공기배출관(221)과 제1건조필터(232) 사이에서 분기되어 건조제탱크(231)에 연결되는 습공기재생라인(L2-2)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 포장밴드 제조장치용 제습장치.