KR102352367B1 - 플라스틱 폐기물의 라벨 분리 장치 및 이 장치를 이용한 플라스틱 폐기물로부터 플라스틱을 회수하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱 폐기물(10)를 파쇄하여 플라스틱조각, 라벨조각 및 라벨조각이 부착된 플라스틱조각으로 이루어진 파쇄물을 생성하는 파쇄기(100), 플라스틱조각들로부터 플라스틱조각에 달라 붙어있는 라벨조각을 탈리시키고, 파쇄물을 이송시키는 진동분리기(200) 및 타공망(315)과 분진포집판(316)이 형성되고, 플라스틱조각들이 타공망(315) 위에서 일측으로 이동되어 흘러내리되 에어커튼(250)이 설치되어 플라스틱조각들과 함께 분진 및 라벨조각이 이동되는 것을 억제하여 플라스틱조각들을 회수하고, 라벨조각들이 플라스틱조각들의 이동방향과 반대방향으로 비산되어 이동시키고, 분진과 미세 라벨조각을 경사진 타공망(315)에 통과시킨 후 분진포집판(316)에 낙하시켜, 흡입팬(330)의 흡입 작동에 의하여 라벨조각과 분진을 수거하는 라벨 분리 포집기(300)로 구성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 폐기물의 라벨 분리 장치 및 이 장치를 이용한 플라스틱 회수 방법에 관한 것이다.

Description

플라스틱 폐기물의 라벨 분리 장치 및 이 장치를 이용한 플라스틱 폐기물로부터 플라스틱을 회수하는 방법 {Apparatus of Seperating Labels from Plastic Waste and Plastic Recovery Method from Plastic Waste Using the Same}

본 발명은 플라스틱 폐기물의 라벨 분리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용기, 도구, 공구, 병 등의 플라스틱 폐기물에 부착되어 있는 라벨을 효율적으로 분리할 수 있는 플라스틱 폐기물의 라벨 분리장치 및 이 장치를 이용하여 재활용이 가능한 플라스틱 파쇄물을 회수하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 제품에는 상표, 사용설명서 및 안내문구 등이 표시된 라벨이 부착된다. 라벨은 재질이 종이이거나 플라스틱 용기와 재질이 다른 폴리 프로필렌, 비닐크로라이드 등의 얇은 수지 필름이 사용되어진다. 이러한 라벨은 접착제로 플라스틱 제품 외면에 접착되어 견고하게 접착되어지고 라벨이 견고하게 부착되어진 상태가 유지된 플라스틱 제품의 폐기물이 수집되는 것이 통상적이다.

플라스틱 폐기물을 재활용할 수 있도록 플라스틱 폐기물은 직경 17~20mm 크기의 조각들로 파쇄하여 플라스틱 파쇄물을 생성하는데, 플라스틱 파쇄물 생성 중에 라벨이 제거되어야 재활용이 가능한 플라스틱 파쇄물을 형성할 수 있다. 재활용을 위해 완벽한 플라스틱 파쇄물을 생성하기 위해서는 플라스틱 제품을 파쇄하기 전에 라벨이 제거하여야 하는데 수작업에 의하여야 할 뿐만 아니라 라벨 제거작업이 용이하지 아니하다.

특허등록 10-214958호(2020. 08. 04. 등록)는 플라스틱 폐기물의 라벨 분리장치 및 이를 갖는 재활용 폐기물 수거장치를 제안하고 있다. 상기 라벨 분리장치는 플라스틱 폐기물이 파쇄되기 전에 폐기물을 1차로 타격체로 타격하여 라벨을 분리하고 2차로 회전날로 타격하여 라벨을 분리하는 기술적 구성을 채택하고 있다. 상기 제안은 재활용 가능한 플라스틱 폐기물의 재활용 비율을 높일 수 있으나 기술적 구성이 복잡하고 라벨이 부착되지 않은 부분까지 타격시키게 되어 에너지효율면에서 경제성이 떨어지고 플라스틱 폐기물의 모든 형상에 대하여 완벽한 라벨 분리를 보장할 수 없는 문제점이 있다.

등록실용신안 20-0400059호(2005. 10. 25. 등록)는 폐트병 분쇄물 분리장치를 제안하고 있다. 상기 분리장치는 페트병을 회전원판에 의해 분쇄하여 페트병 칩과 라벨칩으로 비산시키고 싸이클론을 통과시켜 페트병 칩과 라벨 칩을 각각 다른 출구로 하강시켜 배출하는 기술적 구성을 채택하고 있다. 상기 분리장치는 플라스틱 폐기물의 파쇄 후에 플라스틱 파쇄물조각들과 라벨조각들을 분리할 수 있으나 싸이클론에서 라벨조각들이 파쇄물조각들에 의하여 휘감겨져 있는 상태로 강하되는 경우가 많아 분리 효율이 높지 않은 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-214958호(2020. 08. 04. 등록)(플라스틱 폐기물의 라벨 분리장치 및 이를 갖는 재활용 폐기물 수거장치) 대한민국 등록실용신안공보 20-0400059호(2005. 10. 25. 등록)(폐트병 분쇄물 분리장치)

본 발명의 실시 예에서는 플라스틱 폐기물을 파쇄하여 파쇄물조각들에서 효과적으로 라벨들을 분리하는 데 있어서 효율성을 제고하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 실시 예에서는 간단한 분리 구조를 채택하여 제작비용과 운전비용을 감소시키면서도 라벨 분리를 가능하게 하여 경제성을 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명은 플라스틱 폐기물(10)를 파쇄하여 플라스틱조각, 라벨조각 및 라벨조각이 부착된 플라스틱조각으로 이루어진 파쇄물을 생성하는 파쇄기, 플라스틱조각들로부터 플라스틱조각에 달라 붙어있는 라벨조각을 탈리시키고, 파쇄물을 이송시키는 진동분리기 및 타공망과 분진포집판이 형성되고, 플라스틱조각들이 타공망 위에서 일측으로 이동되어 흘러내리되 에어커튼)이 설치되어 플라스틱조각들과 함께 분진 및 라벨조각이 이동되는 것을 억제하여 플라스틱조각들을 회수하고, 라벨조각들이 플라스틱조각들의 이동방향과 반대방향으로 비산되어 이동시키고, 분진과 미세 라벨조각을 경사진 타공망에 통과시킨 후 분진포집판에 낙하시켜, 흡입팬의 흡입 작동에 의하여 라벨조각과 분진을 수거하는 라벨 분리 포집기로 구성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 폐기물의 라벨 분리 장치이다

또한 본 발명은 파쇄기가 한 쌍의 파쇄휠의 각 회전축이 평행을 이루도록 대향하게 배치되고, 파쇄된 파쇄물의 진행방향이 파쇄물투입구를 향하도록 각 파쇄휠)이 서로 반대방향으로 회전하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 에어커튼이 원통형의 배출구가 형성되되 배출구에 격벽판이 설치될 수 있다.

또한 본 발명은 배출구가 원통의 중심부에서 격벽판간 이격된 거리를 작게하여 적은 유로 단면적을 형성한 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 플라스틱 폐기물을 파쇄하여 플라스틱조각, 라벨조각 및 라벨조각이 부착된 플라스틱조각으로 이루어진 파쇄물을 생성하는 플라스틱 폐기물 파쇄 공정, 플라스틱조각들로부터 플라스틱조각에 달라 붙어있는 라벨조각을 탈리시키고, 파쇄물을 이송시키는 라벨 탈리 공정 및 플라스틱조각들을 타공망 위에서 일측으로 이동시키되 에어커튼이 설치되어 플라스틱조각들과 함께 분진 및 라벨조각이 이동되는 것을 억제하여 플라스틱조각들을 회수하고, 라벨조각들을 플라스틱조각들의 이동방향과 반대방향으로 비산시켜 이동시키고, 분진과 미세 라벨조각을 경사진 타공망에 통과시킨 후 분진포집판에 낙하시켜, 흡입팬의 흡입 작동에 의하여 라벨조각과 분진을 수거하는 라벨 분리 포집 공정이 포함된 것을 특징으로 하는 플라스틱 폐기물의 분리장치를 이용하여 플라스틱 폐기물로부터 플라스틱을 회수하는 방법을 제공한다,

또한 본 발명은 라벨 분리 포집 공정에 의해 회수된 플라스틱조각들을 수처리를 통해 물보다 비중이 낮은 라벨을 분류하는 라벨 분리 수처리 공정을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 플라스틱 폐기물의 플라스틱조각들에서 라벨조각들이 에어커튼의 작용에 의해 함께 이동하는 것을 차단하여 플라스틱조각들에서 라벨조각들을 효율적으로 분리하는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 본 발명의 에어커튼 구조는 하나의 송풍팬을 사용하면서도 에어커튼 기능의 효율성을 제고하는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 라벨 분리와 동시에 분진 및 미세 플라스틱 입자 등이 분리장치 내에서 라벨과 함께 분리되어짐으로써 작업장 공기 오염 발생이 억제되고 작업환경을 개선할 수 있는 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플라스틱 폐기물의 라벨 분리장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에어커튼, 타공망, 분진포집판 및 흡입팬의 작동도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 에어커튼의 단면도를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플라스틱 폐기물로부터 플라스틱을 회수하는 공정의 흐름도를 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 발명의 실시 예에 따른 라벨 분리장치(1)는 도 1에서 도시하는 바와 같이 플라스틱 폐기물(10)를 파쇄하여 플라스틱조각, 라벨조각 및 라벨조각이 부착된 플라스틱조각으로 이루어진 파쇄물을 생성하는 파쇄기(100), 플라스틱조각들로부터 플라스틱조각에 달라 붙어있는 라벨조각을 물리적으로 분리하고 즉 탈리시키고, 파쇄물을 이송시키는 진동분리기(200), 파쇄물로부터 라벨과 분진을 분리 포집하고 플라스틱 파쇄물을 회수하는 라벨분리포집기(300)로 구성된다.

상기 파쇄기(100)는 서로 대향하는 2개의 파쇄휠(110)이 쌍을 이루도록 배치되고, 대향하는 한 쌍의 파쇄휠(110)은 각 회전축이 평행을 이루며, 파쇄된 파쇄물의 진행방향이 파쇄기(100) 하부에 배치된 파쇄물투입구(210)를 향하도록 각 파쇄휠(110)이 서로 반대방향으로 회전한다.

또한 플라스틱 폐기물로부터 생성되는 파쇄물조각의 크기 및 크기 편차를 감소시키기 위하여 파쇄휠(110) 쌍을 2쌍 이상 병렬 배치할 수 있으며, 라벨분리포집기와 파쇄기(100)로부터 연결 및 분리 가능한 파쇄물 회수기를 파쇄휠(110) 하부에 배치하고, 파쇄물 회수기에는 컨베이어 등의 이송장치를 연결하여 플라스틱 파쇄물을 파쇄휠(110)로 1회 이상 재투입하여 파쇄물조각의 크기 및 크기 편차를 적정 수준으로 조절할 수 있다. 플라스틱 폐기물을 파쇄하여 생성되는 플라스틱조각은 직경 1.7~2.0 cm의 크기로 하는 것이 효과적인 것으로 나타났다.

상기 진동분리기(200)는 파쇄휠(110) 하부에 배치되며, 진동분리기(200)는 그 하부에 진동기(220)가 설치되는데 상부에 플라스틱 폐기물(10)의 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 1000~1500 mm 용기로 이루어지고 하부에 경사진 파쇄물이동판(212)이 설치되며 측하부에 파쇄물출구(211)가 형성된다.

진동기(220)는 플라스틱폐기물(10) 파쇄물에 진동을 가하여 라벨조각이 부착되어 있는 플라스틱조각을 플라스틱과 라벨을 서로 분리하여 즉 탈리시킨 후 파쇄물을 파쇄물이동판(212)의 진동에 의해 이동시켜 파쇄물출구(211)에서 배출하여 파쇄물을 라벨분리포집기(300)로 낙하시킨다.

상기 파쇄물이 이송되어지는 라벨분리포집기(300)는 도 2에서 도시하는 바와 같이 진동분리기(200)에서 이송되는 파쇄물 중 라벨조각과 분진이 비산되면서 플라스틱조각들은 경사진 타공망(315) 위에서 측하방으로 이동하고, 비산되는 라벨조각은 플라스틱조각들이 이동되는 방향과 반대 방향으로 이동된다. 미세한 라벨조각, 미세한 플라스틱 입자 및 분진은 타공망(315)을 통과하여 낙하됨과 동시에 플라스틱조각들과 분리된다. 경사진 타공망(315) 하부에는 타공망(315)과 반대방향으로 경사진 분진포집판(316)이 설치된다. 비산된 라벨조각과 타공망(315)를 통해 분진포집판에 낙하된 분진, 미세 라벨조각 및 미세 플라스틱입자들은 덕트(320)를 통해 흡입팬(330)의 흡입력에 의하여 라벨수거함(350)에 포집되어 폐기물로 처리된다. 라벨수거함(350)은 라벨분리포집기(300) 하부 또는 일측 외부에 설치될 수 있다.

이때, 상기 타공망(315)은 타공 크기가 1.5mm 미만인 경우 라벨조각과 분진이 타공을 통과하기 어렵고, 타공 크기가 2.5mm를 초과하는 경우 작은 크기로 파쇄된 재활용이 가능한 플라스틱조각이 타공망을 통과할 수 있으므로, 타공망(315)의 타공 크기는 1.5~2.5mm 범위 내에서 형성하는 것이 바람직하다.

타공망(315)의 경사면을 따라 이동되는 플라스틱조각들과 함께 일부의 라벨조각과 분진이 측하방으로 이동될 수 있는데 이러한 라벨과 분진의 측하방 이동을 억제하기 위하여 타공망(315) 상부 측면에 에어커튼(250)이 설치된다. 에어커튼(250)은 송풍팬(252)에 의하여 작동되고 에어커튼 배출구(255)에서 공기가 강하게 분사되어 비산되는 라벨조각과 분진이 측하방으로 이동되는 플라스틱조각과 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.

라벨분리포집기(300) 내부에서 타공망(315)을 통과하지 않고 하측으로 이동된 플라스틱조각들은 플라스틱회수함(360)으로 이동된다. 플라스틱회수함(360)은 라벨분리포집기(300) 일측 외부에 설치하는 것이 바람직하다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 플라스틱 폐기물의 라벨 분리 장치(1)를 이용하여 플라스틱 폐기물(10)의 플라스틱 회수 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 4에서 도시하는 바와 같이 플라스틱 폐기물 파쇄 공정에서 플라스틱폐기물(10)이 파쇄휠(110)에 의해 파쇄되고, 플라스틱(10) 파쇄물은 파쇄휠(110) 하부에 배치된 파쇄물투입구(210)를 통해 진동분리기(200)로 투입된다.

플라스틱 폐기물 파쇄공정에서 생성된 파쇄물은 라벨 탈리 공정에서 라벨 조각이 붙어있는 플라스틱조각들은 진동기(220)의 진동에 의하여 라벨과 플라스틱이 서로 분리 즉 탈리되고 파쇄물이 진동기의 진동에 의하여 파쇄물출구(211)로 배출되어 파쇄물이동판(212)이 진동되면서 라벨분리포집기(300)로 이송된다.

라벨분리포집기(300)로 이송된 파쇄물은 라벨 분리포집 공정에서 라벨 및 분진이 비산되면서 플라스틱조각들은 경사진 타공망(315) 위에서 측하방으로 이동하고, 비산되는 라벨조각은 플라스틱조각들이 이동되는 방향과 반대 방향으로 이동된다. 또한 미세한 라벨조각, 미세한 플라스틱 입자 및 분진은 타공망(315)을 통과하여 분진포집판(316)에 낙하되어 라벨조각과 함께 덕트(320)를 통해 흡입팬(330)의 흡입력에 의하여 라벨수거함(350)에 포집되고 플라스틱조각들은 플라스틱회수함(360)에 회수된다.

플라스틱회수함(360)에 회수된 플라스틱조각들은 라벨 분리 수처리 공정에서 수(水)처리를 통해 물보다 비중이 낮은 라벨을 분류할 수 있다.

수처리를 통한 플라스틱 및 라벨 분류시 플라스틱과의 비중차를 크게 형성하기 위하여 수처리용 물 속에 염분 등을 첨가하여 용해시키게 되며, 플라스틱 및 라벨 분류 후 남은 플라스틱조각 표면에 잔류하는 염분등을 깨끗한 물로 세척하게 된다.

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: 라벨 분리장치 10: 플라스틱 폐기물
100: 파쇄기 110: 파쇄휠
200: 진동분리기 210: 파쇄물투입구
211: 파쇄물출구 212: 파쇄물이동판
220: 진동기 250: 에어커튼
252: 송풍팬 255: 에어커튼 배출구
257: 격벽판 300: 라벨분리포집기
315: 타공망 316: 분진포집판
320: 덕트 330: 흡입팬
350: 라벨수거함 360: 플라스틱회수함

Claims (6)

1. 플라스틱 폐기물의 라벨 분리 장치에 있어서,
   플라스틱 폐기물(10)를 파쇄하여 플라스틱조각, 라벨조각 및 라벨조각이 부착된 플라스틱조각으로 이루어진 파쇄물을 생성하는 파쇄기(100);
   플라스틱조각들로부터 플라스틱조각에 달라 붙어있는 라벨조각을 탈리시키고, 파쇄물을 이송시키는 진동분리기(200); 및
   타공망(315)과 분진포집판(316)이 형성되고, 플라스틱조각들이 타공망(315) 위에서 일측으로 이동되어 흘러내리되 에어커튼(250)이 설치되어 플라스틱조각들과 함께 분진 및 라벨조각이 이동되는 것을 억제하여 플라스틱조각들을 회수하고, 라벨조각들이 플라스틱조각들의 이동방향과 반대방향으로 비산되어 이동시키고, 분진과 미세 라벨조각을 경사진 타공망(315)에 통과시킨 후 분진포집판(316)에 낙하시켜, 흡입팬(330)의 흡입 작동에 의하여 라벨조각과 분진을 수거하는 라벨 분리 포집기(300)로 구성되고,
   상기 에어커튼(250)은 원통형의 배출구(255)가 형성되되 상기 배출구(255)에 격벽판(257)을 설치하고, 상기 배출구(255)는 원통의 중심부에서 상기 격벽판(257)간 이격된 거리를 작게하여 적은 유로 단면적을 형성한 것을 특징으로 하는 플라스틱 폐기물의 라벨 분리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 파쇄기(100)는 한 쌍의 파쇄휠(110)의 각 회전축이 평행을 이루도록 대향하게 배치되고, 파쇄된 파쇄물의 진행방향이 파쇄물투입구(210)를 향하도록 각 파쇄휠(110)이 서로 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 폐기물의 라벨 분리 장치.
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