KR102862672B1

KR102862672B1 - 폐합성수지 재생장치

Info

Publication number: KR102862672B1
Application number: KR1020220084769A
Authority: KR
Inventors: 노창구
Original assignee: 노창구
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2022-07-11
Publication date: 2025-09-19
Anticipated expiration: 2042-07-11
Also published as: KR20240007992A

Abstract

본 발명은 폐합성수지 재생장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 폐합성수지를 재생하기 위한 분쇄에서 부터 용융 및 압출하는 공정을 수행하기 위한 구성이 간단하면서 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 폐합성수지 재생장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 폐합성수지 원료가 이송콘베어를 통해 공급이 이루어지도록 하는 원료공급부, 상기 원료공급부에 의해 유입되는 폐합성수지 원료를 분쇄날로 분쇄하고 분쇄물은 용융부의 온도가 전달되어 건조가 이루어지도록 한 분쇄부, 상기 분쇄부에 의해 유입되는 폐합성수지 분쇄물을 용융부, 상기 용융부에서 용융된 합성수지용융액의 압출이 이루어지는 압출부를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

폐합성수지 재생장치 {Regeneration device of waste-vinyl plastics}

본 발명은 폐합성수지 재생장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 폐합성수지를 재생하기 위한 분쇄에서 부터 용융 및 압출하는 공정을 수행하기 위한 구성이 간단하면서 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 폐합성수지 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지와 비닐 및 플라스틱 등으로 불리는 합성수지는 열가소성수지(폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리아마이드, 폴리카보네이드, 폴리염화비닐 등)와 열경화성수지(석탄산수지(페놀), 유리아수지, 멜라민) 및 불포화수지(FRP 용도로 사용되는 불포화 폴리에스텔 에폭시 등)으로 분류된다.

상기 합성수지는 그 사용연한이 경과되면 대부분이 소각처리를 하게 되는바, 소각 시에는 다량의 다이옥신 등의 오염물질이 배출되어 대기오염을 유발하게 되어 환경보호의 측면에서 그 처리방안의 개선이 요구되고 있는 실정이다.

이에 따라 상기 폐합성수지를 재활용할 수 있는 방법이 여러 형태로 발명되었는바, 이러한 재활용방법에는 공히 폐합성수지를 재생하는 방법이 포함되어 있어서 높은 인건비 등으로 인한 다단 공정 작업을 수행하지 못함으로 인해 정상적인 재활용을 할 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 비닐하우스 등에서 발생되는 폐합성수지를 재생처리하기 위해서는 폐비닐 등을 분쇄, 건조하는 부수적 작업 등이 요구됨으로서 폐합성수지의 재생 비용이 고가로 소요되어 실용적이지 못한 문제점을 내포하고 있었으며, 이로 인하여 기계에 무리를 줄 뿐만 아니라 불완전한 습기제거와 혼련(混練)작용이 충분하지 못하여 양질의 합성수지를 생산하는데는 많은 어려움이 따랐다.

또한, 선별한 폐합성수지를 고온 고압으로 용융시켜서 마스터배치(칩)로 재생시키는 과정에서 지속적인 열공급이 이루어지지 않아 재생장치 내부에 들러붙거나 완전한 용융으로 인해 연속작업이 이루어지지 않는 등의 문제점을 내포하고 있었다.

따라서, 재생장치 기계에 무리를 줄뿐만 아니라 불완전한 습기제거와 혼련(混練)작용이 충분하지 못하여 양질의 합성수지 마스터배치를 생산하는데는 많은 어려움이 따랐다.

KR 제10-0749880호 KR 제10-0963183호 KR 제10-0963182호 (실용공고문헌 0004) KR 제20-1991-0000874호

본 발명은 폐합성수지 재생하기 위한 재생장치는 분쇄공정, 용융공정, 압출공정이 순차적으로 이루어지는 간단한 구성으로 되어 있고, 분쇄공정중에 폐합성수지 원료에 함유된 수분을 제거하는 건조가 이루어지도록 되며, 균일한 용융으로 양질의 합성수지로 재생할 수 있도록 한 재생장치를 제공함에 있다.

본 발명은 폐합성수지 원료가 이송콘베어를 통해 공급이 이루어지도록 하는 원료공급부, 상기 원료공급부에 의해 유입되는 폐합성수지 원료를 분쇄날로 분쇄하고 분쇄물은 용융부의 온도가 전달되어 건조가 이루어지도록 한 분쇄부, 상기 분쇄부에 의해 유입되는 폐합성수지 분쇄물을 용융하는 용융부, 상기 용융부에서 용융된 합성수지용융액의 압출이 이루어지는 압출부를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 용융부는 실린더 내부에 제1이송스크류가 설치된 이송공급실과, 상기 제1이송스크류를 통해 이송되는 폐합성수지 분쇄물은 제2이송스크류에서 용융이송되고, 제3이송스크류에서 용융 응집이 이루어지며, 제4이송스크류에 의해 용융압출이 이루어지도록 하는 용융가열실이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 분쇄부는 분쇄실의 바닥면 중앙에 상향 돌출된 회전축에 장착된 회전체은 분쇄날이 구비되고, 상기 분쇄실의 일측은 용융부의 실린더와 측부 연통되게 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 용융부는 폐합성수지 분쇄물을 가열 용융시켜 칩이나 시트형태로 재생시킬 수 있도록 하되 분쇄부에서 분쇄되어 유입되는 폐합성수지 분쇄물을 용융 준비단계로 이송이 이루어지도록 하는 이송공급실과, 폐합성수지 분쇄물을 균일하게 용융할 수 있도록 하는 용융가열실로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

상기 용융가열실은 히터가 설치되고 폐합성수지 분쇄물이 제2이송스크류 내지 제4이송스크류로 이송시키는 구성으로 이루어지되 제3이송스크류는 제2이송스크류에 의해 이송된 합성수지용융액이 용융 응집되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3이송스크류의 스크류날개의 설치간격은 제2이송스크류의 스크류날개의 설치간격에 비해 2~3배 정도 좁은 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 폐합성수지 재생장치는 폐합성수지 원료의 분쇄, 용융, 압출이 순차적으로 이루어지는 과정으로 합성수지 재생이 이루어지고, 그 구조가 간단하며, 폐합성수지 분쇄물을 가열 용융하기 위한 가열온도를 이용하여 폐합성수지 분쇄물을 건조시켜 용융 효율성을 높이면서 수분 제거에 의해 기포발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명은 용융부의 제1이송스크류 내지 제4이송스크류의 구성 및 합성수지용융액을 가압 응집할 수 있도록 한 구성에 의해 균일한 용융 및 압출이 이루어지도록 하여 양질의 합성수지로 재생할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 폐합성수지 재생장치의 전체적인 구성 실시예를 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명에 의한 폐합성수지 재생장치에서 원료공급부 및 분쇄부의 구성을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 폐합성수지 재생장치에서 분쇄부와 용융부의 연통부분을 나타낸 단면 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 폐합성수지 재생장치에서 용융부의 전체적인 구성 실시예를 나타낸 전면도.
도 5는 본 발명에 의한 폐합성수지 재생장치에서 용융부의 일부 용융가열실을 나타낸 확대 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 폐합성수지 재생장치에서 용융부의 이송공급실과 용융가열실에 설치되는 제1이송스크류 내지 제4이송스크류의 배치형태를 나타낸 개략도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 폐합성수지 재생장치는, 폐합성수지 원료가 이송콘베어(12)를 통해 공급이 이루어지도록 하는 원료공급부(10), 상기 원료공급부(10)에 의해 유입되는 폐합성수지 원료를 분쇄날(25)로 분쇄하고 분쇄물은 용융부(30)의 온도가 전달되어 건조가 이루어지도록 한 분쇄부(20), 상기 분쇄부(20)에 의해 유입되는 폐합성수지 분쇄물을 용융하는 용융부(30), 상기 용융부(30)에서 용융된 합성수지용융액의 압출이 이루어지는 압출부(40)를 포함하며, 상기 용융부(30)는 실린더(31) 내부에 제1이송스크류(33)가 설치된 이송공급실(32)과, 상기 제1이송스크류(33)를 통해 이송되는 폐합성수지 분쇄물은 제2이송스크류(36)에서 용융이송되고, 제3이송스크류(37)에서 용융 응집이 이루어지며, 제4이송스크류(38)에 의해 용융압출이 이루어지도록 하는 용융가열실(34)이 구비되어 있다.

원료공급부(10)는 상향 경사지게 설치된 지지프레임(11)에 이송콘베어(12)가 설치되어 폐합성수지 원료를 상향 이송하여 분쇄부(20)로 공급하는 수단으로 분쇄부(20)에 폐합성수지 원료의 투입이 이루어질 수 있도록 되어 있다.

분쇄부(20)는 원통형으로 이루어진 분쇄실(21)의 바닥면 중앙에 상향 돌출되고 구동모터(23)에 의해 회전되게 한 회전축(22)에 장착된 회전체(24)에 분쇄날(25)이 구비되어 원료공급부(10)의 이송콘베어(12)를 통해 공급되는 폐합성수지 원료의 연속적인 분쇄가 이루어지도록 되어 있다.

또, 분쇄실(21)의 일측벽에 연통구멍(26)이 형성되고 연통구멍(26)은 용융부(30)의 실린더(31) 내부와 측부 연통되어 분쇄실(21)에서 분쇄된 폐합성수지 분쇄물이 용융부(30)로 배출될 수 있도록 되어 있도록 함과 아울러 용융부(30)의 용융가열실(34)에서 발생되는 가열온도의 일부는 연통구멍(26)을 통해 분쇄실(21)로 전달되어 분쇄되는 폐합성수지 원료를 건조시키는 기능을 함께 수행할 수 있도록 되어 있다.

용융부(30)는 폐합성수지 분쇄물을 가열 용융시키되 분쇄부(20)에서 분쇄되어 유입되는 폐합성수지 분쇄물을 용융 준비단계로 이송이 이루어지도록 하는 이송공급실(32)과, 폐합성수지 분쇄물을 균일하게 용융할 수 있도록 하는 용융가열실(34)로 이루어져 있다.

이송공급실(32)은 실린더(31) 내부에 설치된 제1이송스크류(33)에 의해 분쇄실(21)에서 투입되는 폐합성수지 분쇄물을 용융가열실(34)로 이송하는 분쇄물 이송수단을 갖게 됨과 아울러 용융가열실(34)에서 발생되는 가열온도 일부가 제1이송스크류(33)에 의해 이송되는 폐합성수지 분쇄물의 건조 및 분쇄실(21)에도 열전도 되어 건조될 수 있도록 한다.

용융가열실(34)은 히터(35)가 설치되어 폐합성수지 분쇄물이 제2이송스크류(36) 내지 제4이송스크류(38)를 따라 순차적으로 이송되는 과정에서 폐합성수지를 균일하게 용융이 이루어질 수 있도록 한다.

제2이송스크류(36)는 제1이송스크류(33)에 의해 이송되는 폐합성수지 분쇄물의 가열 용융이 시작되는 단계로서 용융 이송이 이루어진 다음 제3이송스크류(37)로 보내진다.

제3이송스크류(37)는 제2이송스크류(36)에 의해 이송된 합성수지용융액이 용융 응집되도록 하는 것으로, 이는 제3이송스크류(37)의 스크류날개의 설치간격은 제2이송스크류(36)의 스크류날개의 설치간격에 비해 2~3배 정도 좁은 간격으로 배치되어 용융 이송되는 합성수지용융액을 가압하여 응집하는 작용으로 합성수지용융액이 균일하게 분포될 수 있도록 한다.

제4이송스크류(38)는 제3이송스크류(37)에 의해 응집된 합성수지용융액을 이송시켜 압출부(40)를 통해 압출이 이루어지도록 한다.

상기에서 용융부(30)의 실린더(31) 내에 설치되는 제1,2,4이송스크류(33)(36)(38)의 스크류날개 설치간격은 동일한 간격으로 배치되어 이송하도록 함이 바람직하다.

압출부(40)는 다수의 압출구멍이 형성되어 압출구멍을 통해 합성수지 용융 압출되는 수단으로 마스터배치를 압출성형하게 된다.

이와 같이 된 본 발명은 원료공급부(10)를 통해 공급되는 폐합성수지 원료는 분쇄부(20)를 통해 분쇄되어 용융부(30)로 이송이 되고, 용융부(30)에서 용융된 합성수지 용융액은 압출부(40)를 통해 마스터배치로 압출 성형되는 과정으로 합성수지 재생이 이루어지게 된다.

즉, 합성수지와 비닐 및 플라스틱 등으로 이루어진 폐합성수지 원료가 원료공급부(10)의 이송콘베어(12)를 따라 상향 이송되어 분쇄부(20)의 분쇄실(21)로 공급이 이루어진다.

이어서, 분쇄부(20)의 분쇄실(21)에 투입된 폐합성수지 원료는 분쇄날(25)에 의해 연속적인 분쇄가 이루어진 다음 측부 연통구멍(26)을 통해 용융부(30)의 실린더(31)내에 폐합성수지 분쇄물의 이송이 이루어진다.

이때, 분쇄부(20)의 연통구멍(26)은 용융부(30)와 측부 연통된 구성에 의해 폐합성수지 분쇄물의 이송도 이루어지게 됨과 아울러 용융부(30)의 가열온도 일부는 연통구멍(26)을 통해 분쇄부(20)로 유입되어 폐합성수지 원료가 분쇄되는 과정에서 건조도 동시에 이루어지게 되어 용융 효율성을 높이고 폐합성수지 원료에 함유된 수분을 제거하여 기포가 없는 양질의 합성수지를 재생할 수 있도록 한다.

그리고, 용융부(30)의 이송공급실(32)로 이송되어진 폐합성수지 분쇄물은 제1이송스크류(33)를 따라 용융가열실(34)로 보내져서 폐합성수지 분쇄물을 가열 용융이 이루어지도록 하는 것으로, 용융부(30)의 이송공급실(32)은 분쇄부(20)의 폐합성수지 분쇄물을 용융가열실(34)로 이송하는 역할을 하면서 용융가열실(34)의 가열온도에 의해 폐합성수지 분쇄물을 2차 건조하는 기능과 함께 분쇄부(20)로 용융가열실(34)의 가열온도가 전달될 수 있도록 한다.

상기 용융부(30)의 이송공급실(32)에서 제1이송스크류(33)에 의해 용융가열실(34)로 이송된 폐합성수지 분쇄물은 제2이송스크류(36)를 따라 이송되는 과정에서 가열 용융이 이루어진 합성수지용융액을 제2이송스크류(36)의 스크류날개 설치간격에 비해 2~3배 정도 좁은 간격으로 배치된 제3이송스크류(37)로 이송하게 되며, 제3이송스크류(37)의 스크류날개는 제2이송스크류(36)의 스크류날개의 설치간격에 비해 2~3배 정도 축소된 설치간격으로 용융 이송되는 합성수지용융액을 가압하여 응집하는 작용으로 합성수지용융액이 균일한 상태로 분포될 수 있도록 한 다음 제4이송스크류(38)로 이송되어 압출부(40)를 통해 마스터배치로 압출 성형이 된다.

상기 압출부(40)는 페합성수지 원료를 이용하여 가열 용융시킨 합성수지용융액을 압출하여 재활용할 수 있도록 하는 것으로, 이때 압출부(40)에는 합성수지용융액에 포함된 불순물을 제거하기 위한 여과수단(여과판)이 구비되어 불순물이 배출되지 않도록 함이 바람직하다.

이와 같이 본 발명은 폐합성수지 원료의 분쇄, 용융, 압출이 순차적으로 이루어지면서 그 구조가 간단하고, 용융 가열수단의 가열온도에 의해 폐합성수지 분쇄물을 건조시키는 기능으로 열효율성을 높이고, 용융부의 제1이송스크류 내지 제4이송스크류의 구성에 의해 합성수지용융액을 균일하게 용융 및 압출이 이루어지도록 하여 양질의 합성수지로 재생할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 원료공급부 11 : 지지프레임
12 : 이송콘베어 20 : 분쇄부
21 : 분쇄실 22 : 회전축
23 : 구동모터 24 : 회전체
25 : 분쇄날 26 : 연통구멍
30 : 용융부 31 : 실린더
32 : 이송공급실 33 : 제1이송스크류
34 : 용융가열실 35: 히터
36 : 제2이송스크류 37 : 제3이송스크류
38 : 제4이송스크류 40 : 압출부

Claims

폐합성수지 원료가 이송콘베어(12)를 통해 공급이 이루어지도록 하는 원료공급부(10), 상기 원료공급부(10)에 의해 유입되는 폐합성수지 원료를 분쇄날(25)로 분쇄하고 분쇄물은 용융부(30)의 온도가 전달되어 건조가 이루어지도록 한 분쇄부(20), 상기 분쇄부(20)에 의해 유입되는 폐합성수지 분쇄물을 용융하는 용융부(30), 상기 용융부(30)에서 용융된 합성수지용융액의 압출이 이루어지는 압출부(40)를 포함하어 이루어지고,
상기 용융부(30)는 실린더(31) 내부에 제1이송스크류(33)가 설치된 이송공급실(32)과, 상기 제1이송스크류(33)를 통해 이송되는 폐합성수지 분쇄물은 제2이송스크류(36)에서 용융이송되고, 제3이송스크류(37)에서 용융 응집이 이루어지며, 히터(35)가 설치되고 제4이송스크류(38)에 의해 용융압출이 이루어지도록 하는 용융가열실(34)이 구비되며,
상기 용융부(30)의 실린더(31) 내에 설치되는 제1,2,4이송스크류(33)(36)(38)의 스크류날개 설치간격은 동일한 간격으로 배치되어 이송되도록 하고, 상기 제3이송스크류(37)는 제2이송스크류(36)에 의해 이송된 합성수지용융액이 용융 응집되도록 하는 구성으로, 제3이송스크류(37)의 스크류날개의 설치간격은 제2이송스크류(36)의 스크류날개의 설치간격에 비해 2~3배 정도 좁은 간격으로 배치되어 용융 이송되는 합성수지용융액을 가압하여 응집하며,
상기 분쇄부(20)는 원통형으로 이루어진 분쇄실(21)의 바닥면 중앙에 상향 돌출되고 구동모터(23)에 의해 회전되게 한 회전축(22)에 장착된 회전체(24)에 분쇄날(25)이 구비되어 원료공급부(10)의 이송콘베어(12)를 통해 공급되는 폐합성수지 원료의 연속적인 분쇄가 이루어지도록 되어 있고,
상기 분쇄실(21)의 일측벽에 연통구멍(26)이 형성되고 연통구멍(26)은 용융부(30)의 실린더(31) 내부와 측부 연통되어 분쇄실(21)에서 분쇄된 폐합성수지 분쇄물이 용융부(30)로 배출될 수 있도록 되어 있도록 함과 아울러 용융부(30)의 용융가열실(34)에서 발생되는 가열온도의 일부는 연통구멍(26)을 통해 분쇄실(21)로 전달되어 분쇄되는 폐합성수지 원료를 건조시키는 기능을 함께 수행할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재생장치.
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