KR102292963B1 - 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐카트리지로부터 토너를 회수하고 회수된 분말 형태의 토너(11)를 토너투입구(530)에 투입하여 가열된 물과 혼합하고 응고시키며 가압 이송시켜 토너배출구(570)에서 토너펠렛(511)으로 배출시키되, 콘베이어 본체(501) 내에서 스크류 축(510))에 고정되고 회전되는 스크류 날개(520)를 구비한 스크류 콘베이어(500)를 갖춘 토너 처리장치(2)를 포함하는 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 사용 완료된 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 토너 회수장치에 의하여 분말 상태로 회수된 토너를 스크류 콘베이어에 투입하여 가열된 물과 혼합하고 응고시키며 가압 이송시켜 토너펠렛으로 배출시키는 토너 처리장치 및 토너 회수·처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 복사기 또는 레이저 프린터는 절연물질을 사이에 둔 전극을 통해 플라즈마를 발생시켜 출력하고자 하는 종이 표면에 정전기를 형성하고, 정전기력을 통해 종이 표면에 토너를 달라붙게 한 다음, 드럼을 통해 종이 표면에 인쇄된 토너를 굳히는 방식이 적용되고 있으며, 토너는 카트리지 내에 보관된다.
사용된 카트리지에 토너를 재충전하는 경우 인쇄 품질이 크게 저하되고, 복사기 또는 프린터의 고장의 원인이 될 수 있으며, 복사기 또는 프린터의 유통구조 특성상 폐카트리지의 재활용이 이루어지기 어려워 사용 완료된 폐카트리지는 폐기 절차를 거치게 된다.
폐카트리지로부터 토너를 회수하기 위해서 폐카트리지를 파쇄하여 생성된 파쇄물로부터 타공망을 통과하여 걸러낸 토너를 수집하여 회수하는 방식이 통상적으로 채택되고 있다.
그러나 가연성 물질인 흑연으로 이루어진 토너의 특성상, 폐카트리지의 파쇄 과정 및 토너를 타공망에서 걸러내는 과정에서 토너 분말이 비산되어 폭발사고가 쉽게 발생하는 문제점이 있다.
일본 공개특허공보 특개 2002-79125호의 '사용한 토너 카트리지의 처리 장치 및 처리방법'은 폐카트리지를 질소가스가 충전된 상태에서 파쇄하고 폐카트리지 파쇄물중 토너 분말이 2~5 mm 체눈이 형성된 망을 통과하는 토너 회수방법을 제안하고 있다. 상기 제안은 페카트리지로부터 토너를 용이하게 회수할 수 있는 회수 방법을 제시하고 있으나 토너 분말의 폭발방지를 위한 질소가스가 충전된 처리장치 제작 및 운전이 용이하지 않을 뿐만 아니라 회수된 토너가 분말 상태로 되어 있어서 저장, 운반 및 처리가 용이하지 아니한 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0035000호(2015.04.06.공개)의 '폐토너 및 폐카트리지 재활용을 위한 재처리 방법'에서는 폐카트리지로부터 금속 부품을 탈거 및 분류하여 회수하고, 플라스틱 폐카트리지와 소량의 잔류 토너를 가열하여 고형화한 다음 냉각상태에서 파쇄하는 토너 회수방법을 제안하고 있다. 상기 제안은 토너를 고형화 하여 토너의 저장, 운반 및 재활용이 용이한 이점이 있으나 토너를 장시간 고열로 가열하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예에서는 폐카트리지로부터 회수된 토너를 단시간 내에 토너펠렛으로 고형화함으로써 토너 재활용의 안전성과 경제성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한 토너를 토너펠렛으로 고형화함으로써 토너의 저장, 운반, 재활용을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한 폐카트리지의 재활용을 위한 파쇄과정에서 토너 분말이 비산되면서 작업장내 분진 폭발 사고 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 폐카트리지 파쇄물에서 토너를 분리하는 효율성을 제고하는 토너회수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 기재될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면 본 발명의 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치는 폐카트리지로부터 토너를 회수하는 장치와 회수된 분말 형태의 토너를 토너투입구에 투입하여 가열된 물과 혼합하고 응고시키며 가압 이송시켜 토너배출구에서 토너펠렛으로 배출시키되, 콘베이어 본체내에서 스크류 축에 고정되고 회전되는 스크류 날개를 구비한 스크류 콘베이어를 갖춘 토너 처리장치를 포함한다.
또한 본 발명은 투입되는 분말 형태의 토너가 스크류 날개사이에 설치된 회전환봉들의 회전에 의하여 물과 혼합되어 1차 응고되고 스크류 날개에 의하여 2차 응고되는 구성을 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 회전환봉이 스크류 축에 설치되고 원통형 콘베이어 본체의 경사진 타원형 면에서 장경에 근접하는 길이로 설치되되, 연속적으로 나란히 설치된 것일 수 있다.
또한 본 발명은 회전환봉이 스크류 날개 3 피치 구간에 설치되고 1피치 구간에 7~8 개 설치되고 5mm 직경인 것일 수 있다.
또한 본 발명의 폐카트리지로부터 토너를 회수하는 장치는 파쇄휠을 통해 폐카트리지를 파쇄하는 파쇄기, 폐카트리지를 파쇄하여 생성된 파쇄물에서 토너를 탈리하여 파쇄물을 이송시키는 진동분리기, 파쇄물에서 토너를 분리포집하여 토너와 토너가 탈리된 파쇄물이 각각 회수될 수 있도록 타공망과 토너포집판이 형성된 제1토너분리유닛과 제1토너분리유닛 상부 일측에 설치된 에어커튼이 구비된 토너분리포집기 및 파쇄기와 진동분리기 및 토너분리포집기를 밀폐하는 하우징으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 스크류 콘베이어는 가열탱크에 의하여 일정 수준까지 물에 잠기도록 하고 상기 가열탱크의 물은 봉히터)에 의하여 100℃ 가열되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 방법에 있어서, 파쇄휠이 장착된 파쇄기로 폐카트리지를 파쇄하는 폐카트리지 파쇄 공정, 진동분리기에 의하여 폐카트리지를 파쇄하여 생성된 파쇄물 중 파쇄물조각에서 토너를 탈리하여 파쇄물을 이동시키는 토너 탈리 공정, 에어커튼과 토너분리유닛을 이용하여 폐카트리지 파쇄물에서 토너를 분리포집하는 토너 분리포집 공정 및 토너 처리장치에서 분말 형태의 토너를 가열된 물과 혼합하여 응고시키고 스크류 날개에 의하여 가압 이송함으로써 토너투입구에서 투입된 토너가 토너배출구에서 토너펠렛으로 성형되어 배출되는 토너펠렛 성형공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 토너펠렛 성형공정에서 토너가 스크류 날개 사이에 설치된 회전환봉에 의하여 물과 혼합되어 1차 응고되고 스크류 날개의 가압에 의하여 2차 응고되는 것을 특징으로 하는 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 포집된 토너 분말을 고온의 물과 수증기로 혼합하여 고형화함으로써, 회수된 토너의 이동성 및 보관성을 향상시켜 토너로부터 포장도로용 안료의 원료 또는 시멘트 제조시 소각 연료로의 재활용성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 분말상태의 토너를 2~3분 내의 단시간 동안 토너펠렛으로 성형함으로써 토너 재활용의 안전성과 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 토너 회수 장치를 통한 폐카트리지의 파쇄 및 잔류 토너 회수 과정이 하우징 내에서 밀폐 상태로 진행됩으로써, 가연성 재질인 토너 분진의 비산에 의한 분진 폭발 사고를 방지하고, 작업장 공기 오염 발생 및 토너 흡입에 의한 호흡기 질환 발병을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 에어커튼 구조는 하나의 송풍팬을 사용하면서도 에어커튼 기능의 효율성을 제고하는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 토너를 분리포집하는 복수의 토너분리유닛을 지그재그로 배치하여 경사진 유로를 따라 파쇄물이 이동되면서 토너가 분리포집됨으로써, 각 토너분리유닛에서의 토너 포집 효율을 균등하게 형성하고, 토너 회수 장치에 설치하는 송풍팬의 개수 및 출력을 감소시켜 토너 회수 장치의 제작 비용 및 유지 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 폐카트리지를 구성하는 파쇄 폐기물의 재활용 비율을 향상시키고, 포장도로용 안료 또는 시멘트 생산용 소각 연료로 재가공함으로써 부가 가치를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 폐카트리지로부터 토너를 회수하는 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 토너분리유닛의 구성 및 배치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 토너 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 에어커튼의 단면도를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폐카트리지 토너 회수 및 처리 장치의 작동시 토너의 회수 및 처리 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 토너분리유닛의 구성 및 배치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 토너 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 에어커튼의 단면도를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폐카트리지 토너 회수 및 처리 장치의 작동시 토너의 회수 및 처리 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.
그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 토너 처리장치(2)는 폐카트리지로부터 분리 포집되어 회수된 분말 형태의 토너(11)를 스크류 콘베이어에 투입하여 가열된 물과 혼합하여 응고시키면서 이송시켜 토너펠렛(511)으로 성형하는 것이다.
상기 토너 처리장치(2)는 도 3에 도시된 바와 같이 스크류 콘베이어(500)에 의해 토너가 처리되며 직경 500 mm, 길이 6 m 의 원통형 형상을 갖는 콘베이어 본체(501) 중심부에 스크류 축(510)이 설치되고 스크류 축(510)에는 경사져서 토너를 가압 이송시키는 스크류 날개(520)가 고정된다. 콘베이어 본체(501)는 경사지게 설치되어 하부가 가열탱크(505)에 채워진 물에 잠기도록 하는 구조로 되어 있으며 토너투입구(530)로 투입되는 분말 형태의 토너(11)가 물과 접촉하여 물과의 혼합이 가능하도록 하고 있다. 도 3에 B-B' 로 도시된 점선은 물이 채워진 상태를 보여주고 있다.
도 3에 도시된바와 같이 스크류 축(510)은 모터(540)에 의하여 회전되며 50~60rpm 회전속도로 회전되어진다. 토너(11)가 투입되는 토너투입구(530)를 중심으로 전 후 스크류 날개(520) 3 피치 구간에 5mm의 직경의 회전환봉(550)들이 스크류 축(510)에 연속적으로 나란히 설치된다. 상기 회전환봉(550)은 콘베이어 본체(501)의 경사진 타원형면에서 장경에 근접하는 길이로 설치되며 콘베이어 본체(501)에서 스크류 날개(520)의 1 피치 구간에 7~8 개 설치된다.
토너(11)가 토너투입구(530)에서 1회 작업시마다 100~150 g이 투입되면 가열탱크(505)의 물에 의하여 콘베이어 본체(501)의 스크류 날개(520) 사이에 놓여지게 되고 물에 부유하는 상태가 된다. 이 때 회전환봉(550)이 회전하면서 물과 분말 형태의 토너(11)를 혼합시키면서 덩어리 형태로 1차 응고시킨다. 이 때 가열탱크(505)의 물은 가열탱크(505)의 일정 위치에 설치된 봉히터(560)에 의하여 100℃로 가열된다. 1차 응고된 토너(11)는 가열탱크(505)의 물과 가열탱크(505)에서 생성된 증기가 혼합되고 스크류 날개(520)에 의해서 가압되면서 2차 응고되어 상방으로 이송된 후 토너배출구(570)에 토너펠렛(511)으로 성형되어 배출된다. 상기 토너배출구(570)에서 배출되는 토너펠렛(511)은 두께 5cm 폭 5cm 길이 15cm 크기로 생성되어지는데 토너펠렛 용기에 회수되어 포장도로용 안료 또는 시멘트 생산용 소각 연료 등 재활용 용도로 이용된다. 토너 투입을 연속적으로 하여 토너펠렛(511)을 성형하면 토너펠렛 형상이 일정하게 되지 않았으나, 분말 형태의 토너(11)를 100~150 g 투입하여 토너 펠렛(511)이 성형 완료된 후에 다시 동일한 양의 토너(11)를 투입하여 반복 처리하면 일정한 형태의 토너펠렛(511)을 연속적으로 성형시킬 수 있음을 알게 되었다.
상기 토너 처리장치는 분말 형태의 토너(11)를 2~3 분 정도의 단시간에 토너펠렛으로 성형할 수 있어서 종래의 토너 고형화 기술에 비하여 토너처리의 안전성과 경제성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 토너 처리장치(2)에 투입되는 분말 형태의 토너(11)는 폐카트리지로부터 회수된다. 폐카트리지에서 분말 상태의 토너를 털어내어 토너를 회수하거나 폐카트리지를 파쇄하여 파쇄물로부터 타공망을 통과시켜 회수된 토너 모두 본 발명의 토너 처리장치(2)에 투입될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 토너 회수 장치(1)는 도 1에서 도시하는 바와 같이 폐카트리지(10)를 파쇄하여 플라스틱 재질이 대부분이되 소량의 철금속, 알루미늄 재질로 된 파쇄물조각, 토너 및 토너가 붙어 있는 파쇄물조각으로 이루어진 파쇄물을 형성하는 파쇄기(100), 파쇄물조각들로부터 파쇄물조각에 달라 붙어있는 토너(11)를 물리적으로 분리하고 즉 탈리시키고 파쇄물을 이송시키는 진동분리기(200), 토너(11)를 분리하여 포집하는 토너분리포집기(300)로 구성되며, 파쇄기(100)와 진동분리기(200) 및 토너분리포집기(300)는 하우징(400)으로 밀폐된다.
상기 파쇄기(100)는 서로 대향하는 2개의 파쇄휠(110)이 쌍을 이루도록 배치되고, 대향하는 한 쌍의 파쇄휠(110)은 각 회전축이 평행을 이루며, 파쇄된 폐카트리지(10) 파쇄물의 진행방향이 파쇄기(100) 하부에 배치된 파쇄물투입구(210)를 향하도록 각 파쇄휠(110)이 서로 반대방향으로 회전한다.
또한 파쇄된 폐카트리지(10)로부터 생성되는 파쇄물조각의 크기 및 크기 편차를 감소시키기 위하여 파쇄휠(110) 쌍을 2쌍 이상 병렬 배치할 수 있으며, 토너분리포집기와 파쇄기(100)로부터 연결 및 분리 가능한 파쇄물 회수기를 파쇄휠(110) 하부에 배치하고, 파쇄물 회수기에는 컨베이어 등의 이송장치를 연결하여 폐카트리지(10) 파쇄물을 파쇄휠(110)로 1회 이상 재투입하여 폐카트리지(10)의 파쇄물조각의 크기 및 크기 편차를 적정 수준으로 조절할 수 있다.
상기 진동분리기(200)는 파쇄휠(110) 하부에 배치되며, 진동분리기(200)는 그 하부에 진동기(220)가 설치되는데 상부에 폐카트리지(10) 파쇄물이 투입되는 파쇄물투입구(210)가 형성되고, 회전축 중심으로부터 일정 거리로 편심된 플라이휠로 구성되거나, 캠(cam) 등으로 이루어져 회전운동에 의하여 진동을 발생시키도록 장착된다.
이때, 진동기(220) 작동에 따라 발생하는 진동이나 소음을 감소시키기 위하여 진동분리기(200) 하부에는 댐퍼를 장착하는 것이 바람직하며, 댐퍼는 과도한 진동 발생에 따른 진동분리기(200)의 내구성 저하 또는 고장을 방지할 수 있도록 한다.
진동분리기(200)는 직경 500mm 높이 1000~1500mm의 용기로 이루어지고 측하부에 파쇄물출구(211)가 형성되고 하부에 경사진 파쇄물이동판(212)이 설치된다.
진동기(220)는 폐카트리지(10) 파쇄물에 진동을 가하여 파쇄물조각과 토너(11)를 서로 분리하여 탈리시킨 후 파쇄물조각과 토너를 파쇄물이동판(212)의 진동에의하여 파쇄물출구(211)로 이동시켜 토너분리포집기(300)에 낙하 이송시킨다.
상기 파쇄물이 이송되어지는 토너분리포집기(300)는 도 2에서 도시하는 바와 같이 진동분리기(200)에서 이송되는 파쇄물 중 분말 상태의 토너(11)가 비산되면서 파쇄물조각들은 제1토너분리유닛(320)의 경사진 타공망(315)을 타고 측하방으로 이동하고 비산되는 토너(11)는 타공망(315)을 통과하여 낙하되어 파쇄물조각들과 분리된다. 제1토너분리유닛(310)은 상부에 경사진 타공망(315)이 설치되고 하부에는 경사진 토너포집판(316)이 형성되며 토너포집판(316)에 낙하되는 토너(11)는 덕트(320)를 통해 흡입팬(330)의 작동에 의하여 토너회수함(350)에 포집되어 저장된다. 토너회수함(350)은 토너분리포집기(300) 하부 또는 일측 외부에 설치될 수 있다.
이때, 상기 타공망(311)은 타공 크기가 1.5mm 미만인 경우 토너(11) 분말이 타공을 통과하기 어렵고, 타공 크기가 2.5mm를 초과하는 경우 작은 크기로 파쇄된 폐카트리지(10)의 작은 파쇄물조각이 타공망을 통과하면서 포집된 토너(11)의 순도가 크게 저하될 수 있으므로, 타공망(315)의 타공 크기는 1.5~2.5mm 범위 내에서 형성하는 것이 바람직하다.
타공망(315)의 경사면을 따라 이동되는 파쇄물조각들과 함께 일부의 토너(11)가 측하방으로 이동될 수 있는데 이러한 토너 측하방 이동을 억제하기 위하여 제1토너분리유닛(310) 측면에 에어커튼(250)이 설치된다. 에어커튼(250)은 송풍팬(252)에 의하여 작동되고 에어커튼 배출구(255)에서 공기가 강하게 분사되어 비산되는 토너가 측하방으로 이동되는 파쇄물조각과 함께 이동되는 것을 억제한다.
일반적으로 에어커튼은 장방형의 사각 배출구의 전체 구간에서 공기가 균일한 압력으로 분사되는 것이 효율적이다. 본 발명은 하나의 송풍팬(252)에서 풍압이 가해지고 200~400mm 직경을 갖는 원통형의 배출구(255)에 도 3에서 도시하는 바와 같이 격벽판(257)들을 설치하여 배출구에서 분사되는 공기 압력이 배출구의 전 구간에서 일정하게 하도록 형성되어 있다. 상기 격벽판(257)들은 5~6개 설치하여 배출구가 6~7개로 분리되어 공기가 각각 분사되도록 하는 것이 바람직하고 원통의 중심부에서는 격벽판간 이격된 거리를 작게하여 적은 유로 단면적을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
에어커튼(250)을 설치하더라도 제1토너분리유닛(310)에서 토너(11)가 파쇄물조각과 함께 이동될 수 있어 토너분리효율을 향상시킬 수 있도록 제1토너분리유니과 구조가 동일한 토너분리유닛을 2개 이상 배치할 수 있으며, 도 1에서와 같이 제2토너분리유닛(311), 제3토너분리유닛(312)을 배치하여 각 토너분리유닛 끝단이 수직방향을 따라 이격되어 교차하도록 지그재그로 배치하는 것이 바람직하다.
토너분리유닛을 지그재그로 배치하는 경우, 토너분리포집기 내부에 유로를 형성하여, 파쇄물조각과 토너가루가 토너분리포집기(300) 내부를 순차적으로 원활하게 하강하면서 이동하여 토너분리유닛을 단순 병렬 배치하는 경우에 비하여 각 토너분리포집 효율을 균일하게 형성할수 있으며, 송풍팬으로 공급하지 않아도 원활한 파쇄믈조각 및 토너의 순차적인 하강 이동이 이루어져 토너 회수 장치에 설치하는 송풍팬의 개수및 출력을 삼소시켜 토너 회수 장치의 제작 비용 및 유지 비용을 절감시킬 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 토너 회수 및 처리 장치(1)(2)를 이용하여 폐카트리지(10) 토너(11) 회수 및 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4에서 도시하는 바와 같이 폐카트리지 파쇄 공정에서 폐카트리지(10)가 파쇄휠(110)에 의해 파쇄되고, 폐카트리지(10) 파쇄물은 파쇄휠(110) 하부에 배치된 투입구(210)를 통해 진동분리기(200)로 투입된다.
토너 탈리 공정에서는 진동기(220)의 작동에 의해 폐카트리지(10) 파쇄물에 진동을 가하여 파쇄된 파쇄물조각에 붙어있는 토너(11)를 파쇄물조각으로부터 탈리시키고 토너(11) 분진을 비산시키며, 파쇄물조각과 토너를 토너분리포집기(300)로 이동시킨다
토너 분리포집 공정에서는 에어커튼(250)과 타공망(315) 및 토너포집판(316)이 형성된 토너분리유닛(310, 311, 312)을 이용하여 투입된 파쇄물에서 토너(11)를 분리하고 덕트(320)로 흡입시켜 토너회수함(360)에 저장시킨다.
이때, 토너(11)는 흑연 가루로 이루어지는 가연성 물질로, 폐카트리지(10) 파쇄 및 토너(11) 탈리 및 분리포집 단계에서 토너(11) 분진이 비산되기 때문에, 토너 회수 장치(1) 주변의 전기 시설이나 전기 장치에서 누전에 의한 스파크가 발생하거나, 난방 장치 등의 화기 작동에 따른 분진 폭발 사고가 발생하기 쉽다.
따라서 본 발명에 따른 토너 회수 장치(1)를 통한 토너 회수 방법에서는 파쇄기(100)와 진동분리기(200) 및 토너분리포집기(300)는 하우징(400) 내에 배치함으로써, 폐카트리지 파쇄 공정, 토너 탈리 공정 및 토너 분리포집 공정이 밀폐 상태에서 이루어지게 되고, 이를 통해 토너(11) 분진에 의한 분진 폭발 사고를 방지할 수 있다.
또한, 토너를 탈리하여 낙하시키고 토너를 분리포집하는 공정에서는 송풍팬을 설치하지 않고도 토너의 낙하, 이송 및 포집이 원활하게 이루어지고 토너분리유닛들에서의 이송이 균일하게 이루어지도록 하여, 토너 회수 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 토너(11)는 카본 블랙과 산화철 및 합성수지 등으로 구성되는데, 카본 블랙은 색상 발현도가 우수하고, 함께 첨가된 합성수지에 의해 강한 접착성을 유지하기 때문에 포장도로의 안료로 사용하기 적합하며, 또는 시멘트 제조 공장에서 소각 연료로 사용할 수 있다.
회수된 토너(11)의 이동성 및 보관성을 향상시킬 수 있도록 토너(11)를 포집하는 공정에서 포집된 토너(11)를 본 발명의 토너 처리장치(2)를 이용한 토너펠렛 성형 공정에 의하여 고형화된 토너펠렛(511)을 성형한다.
상기 토너 처리장치(2)는 분말 형태의 토너(11)를 가열된 물과 혼합하여 응고시키고 스크류 날개(520)에 의하여 가압 이송함으로써 토너투입구(530)에서 투입된 토너(11)가 토너배출구(570)에서 토너펠렛(511)으로 성형되어 배출된다. 토너(11)가 투입되는 토너투입구(530)를 중심으로 전 후 스크류 날개(520) 3 피치 구간에 5mm의 직경의 회전환봉(550)들이 스크류 축(510)에 연속적으로 나란히 설치되어 회전되게 함으로써 물과 토너를 혼합하여 1차 응고시키고 1차 응고된 토너는 스크류 날개(520)에 의하여 가열된 물과 수증기로 토너를 혼합시키고 가압하여 2차 응고 시킴으로써 토너펠렛(511)이 성형된다.
상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 토너 회수 장치 2: 토너 처리 장치
10: 폐카트리지 11: 토너
100: 파쇄기 110: 파쇄휠
200: 진동분리기 210: 파쇄물투입구
211: 파쇄물출구 212: 파쇄물이동판
220: 진동기 250: 에어커튼
252: 송풍팬 255: 에어커튼 배출구
257: 격벽판 300: 토너분리포집기
310: 제1토너분리유닛 311: 제2토너분리유닛
312: 제3토너분리유닛 315: 타공망
316: 토너포집판 320: 덕트
330: 흡입팬 350:토너회수함
400: 하우징 500: 스크류 콘베이어
501: 콘베이어 본체 505: 가열탱크
510: 스크류 축 511: 토너펠렛
520: 스크류 날개 530: 토너투입구
540: 모터 550: 회전환봉
560: 봉히터 570: 토너배출구
10: 폐카트리지 11: 토너
100: 파쇄기 110: 파쇄휠
200: 진동분리기 210: 파쇄물투입구
211: 파쇄물출구 212: 파쇄물이동판
220: 진동기 250: 에어커튼
252: 송풍팬 255: 에어커튼 배출구
257: 격벽판 300: 토너분리포집기
310: 제1토너분리유닛 311: 제2토너분리유닛
312: 제3토너분리유닛 315: 타공망
316: 토너포집판 320: 덕트
330: 흡입팬 350:토너회수함
400: 하우징 500: 스크류 콘베이어
501: 콘베이어 본체 505: 가열탱크
510: 스크류 축 511: 토너펠렛
520: 스크류 날개 530: 토너투입구
540: 모터 550: 회전환봉
560: 봉히터 570: 토너배출구
Claims (8)
- 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치에 있어서,
폐카트리지로부터 토너를 회수하는 장치(1)와
회수된 분말 형태의 토너(11)를 토너투입구(530)에 투입하여 가열된 물과 혼합하고 응고시키며 가압 이송시켜 토너배출구(570)에서 토너펠렛(511)으로 배출시키되, 콘베이어 본체(501) 내에서 스크류 축(510))에 고정되고 회전되는 스크류 날개(520)를 구비한 스크류 콘베이어(500)를 갖춘 토너 처리장치(2)를 포함하되,
투입되는 분말 형태의 토너(11)가 스크류 날개(520)의 일정 구간에 설치되는 회전환봉(550)들의 회전에 의하여 물과 혼합되어 1차 응고되고 스크류 날개(520)에 의하여 가압함으로써 2차 응고되고,
상기 회전환봉(550)은 스크류 날개(520)의 1피치 구간에 복수로 설치되고, 스크류 축(510)에 설치되며, 원통형 콘베이어 본체(501)의 경사진 타원형 면에서 장경에 근접하는 길이로 설치되되, 연속적으로 나란히 설치된 것을 특징으로하는 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 회전환봉(550)은 스크류 날개(520) 3 피치 구간에 설치되고 1피치 구간에 7~8 개 설치되고 5mm 직경인 것을 특징으로 하는 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 폐카트리지로부터 토너를 회수하는 장치(1)는
파쇄휠(110)을 통해 폐카트리지(10)를 파쇄하는 파쇄기(100);
폐카트리지(10)를 파쇄하여 생성된 파쇄물에서 토너(11)를 탈리하여 파쇄물을 이송시키는 진동분리기(200);
폐카트리지(10)를 파쇄하여 생성된 파쇄물에서 토너(11)를 탈리하여 파쇄물을 이송시키는 진동분리기(200);
파쇄물에서 토너(11)를 분리포집하여 토너와 토너가 탈리된 파쇄물이 각각 회수될 수 있도록 타공 크기가 1.5~2.5mm 인 경사진 타공망(315)과 경사진 토너포집판(316)이 각각 상하부에 형성되고 일측에 흡입팬(330)에 연결된 덕트(320)가 형성된 제1토너분리유닛(310)과 제1토너분리유닛(310) 상부 일측에 설치된 에어커튼(250)이 구비된 토너분리포집기(300); 및
파쇄기(100)와 진동분리기(200) 및 토너분리포집기(300)를 밀폐하는 하우징(400)으로 구성되고,
상기 파쇄기(100)는 한 쌍의 파쇄휠(110)의 각 회전축이 평행을 이루도록 대향하게 배치되고, 파쇄물의 진행방향이 투입구(210)를 향하도록 각 파쇄휠(110)이 서로 반대방향으로 회전되고,
2개 이상의 구조가 동일한 토너분리유닛들(310, 311, 312)이 설치되어 토너분리유닛 끝단이 수직방향을 따라 이격되어 교차하도록 지그재그로 배치되는 것을 특징으로 하는 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 스크류 콘베이어(500)는 가열탱크(505)에 의하여 일정 수준까지 물에 잠기도록 하고 상기 가열탱크(505)의 물은 봉히터(560)에 의하여 100℃ 가열되는 것을 특징으로 하는 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치. - 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 방법에 있어서,
파쇄휠(110)이 장착된 파쇄기(100)로 폐카트리지(10)를 파쇄하는 폐카트리지 파쇄 공정;
진동분리기(200)에 의하여 폐카트리지(10)를 파쇄하여 생성된 파쇄물 중 파쇄물조각에서 토너(11)를 탈리하여 파쇄물을 이동시키는 토너 탈리 공정;
에어커튼(250)과 토너분리유닛(310, 311, 312)을 이용하여 폐카트리지 파쇄물에서 토너를 분리포집하는 토너 분리포집 공정; 및
회수된 분말 형태의 토너(11)를 토너투입구(530)에 투입하여 가열된 물과 혼합하고 응고시키며 가압 이송시켜 토너배출구(570)에서 토너펠렛(511)으로 배출시키되, 콘베이어 본체(501) 내에서 스크류 축(510))에 고정되고 회전되는 스크류 날개(520)를 구비한 스크류 콘베이어(500)를 갖춘 토너 처리장치(2)에 의하여
투입되는 분말 형태의 토너(11)가 스크류 날개(520) 사이에 설치되고 스크류날개(520)의 일정 구간에 설치되며 스크류 축(510)에 설치되고 스크류 날개 1피치 구간에 복수로 설치되되, 원통형 콘베이어 본체(501)의 경사진 타원형 면에서 장경에 근접하는 길이로 설치되고 연속적으로 나란히 설치된 회전환봉(550)들의 회전에 의하여 물과 혼합되어 1차 응고되고, 스크류 날개(520)에 의하여 가압 이송함으로써 2차 응고되어 토너투입구(530)에서 투입된 토너(11)가 토너배출구(570)에서 토너펠렛(511)으로 성형되어 배출되는 토너펠렛 성형공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 방법. - 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020200156827A KR102292963B1 (ko) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치 및 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102292963B1 true KR102292963B1 (ko) | 2021-08-23 |
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ID=77499374
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|---|---|---|---|
| KR1020200156827A KR102292963B1 (ko) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 처리하는 장치 및 방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102292963B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102563965B1 (ko) * | 2022-09-01 | 2023-08-09 | 주식회사 부영테크원 | 도로 포장설비의 오거 스크류 |
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