KR20020042716A

KR20020042716A - 괴성화물 및 그 제조방법

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Publication number: KR20020042716A
Application number: KR1020027004786A
Authority: KR
Inventors: 스가요시데츠로; 도미오카고이치; 이시구로히로키; 오가키요지; 나카무라히데오; 고니시다케시; 데라다가네오; 네모토겐이치; 와카마츠신이치; 나카타니히로시; 오야나기야스아키; 가나타니겐지; 아사누마미노루; 도마이치로; 아베세이이치
Original assignee: 야마오카 요지로; 닛폰 고칸 가부시키가이샤
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2002-06-05
Also published as: WO2001032383A1; TW445202B; EP1236790A1; CN1317116C; US20030021991A1; KR100478570B1; CN1433353A

Abstract

본 발명은 일반폐기물이나 산업폐기물로서의 폐플래스틱(플래스틱계 폐기물)을 원료로 하여 괴성화물을 제조하는 방법 및 제조된 괴성화물에 관한 것으로서,

고형상 플래스틱과, 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱을 포함하는 폐플래스틱이 플래스틱압출성형장치의 해당 링상 다이내부에 공급되고, 해당 폐플래스틱은 반용융 또는 용융하여 다이스구멍으로부터 링상 다이외주면으로 압출되며, 다이스구멍으로부터 링상 다이외주면으로 압출된 플래스틱성형물은 절단 또는 링상 다이외주면으로부터 긁어 떨어뜨려지고, 해당 괴성화물은 용융고화한 표면과 로불어넣음시에 로의 레이스웨이내의 소정 영역에 도달 가능한 강도 및 한계유속 이상의 속도가 가능한 입경을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

괴성화물 및 그 제조방법{MOLDED LUMP AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}

폐플래스틱을 고로의 불어넣음원료 등으로서 사용하는 경우 폐플래스틱은 공기수송에 의해 송풍구에 보내어져서 고로내에 불어넣어진다. 그 까닭에 폐플래스틱은 공기수송이나 고로내로의 불어넣음에 적합한 입도와 부피밀도를 갖는 괴성화물로 미리 가공된다. 특히 필름상 플래스틱에 대해서는 고형상(덩어리상) 플래스틱에 비하여 부피밀도가 작기 때문에 단순히 파쇄처리한 것만으로는 공기수송에 배관내에서 막힘을 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 이 때문에 부피밀도가 큰 괴성화물로 제립하는 것이 필수의 조건으로 된다.

종래 폐플래스틱은 미리 고형상(덩어리상) 플래스틱과 필름상 플래스틱으로 분별된다. 고형상 플래스틱은 파쇄ㆍ분쇄처리에 의하여 입상으로 가공된다.

필름상 플래스틱을 가열ㆍ제립하는 방법으로서는, 필름상 플래스틱을 회전하는 파쇄날에 의해 파쇄ㆍ교반하면서 그 마찰열 또는 외부가열에 의하여 플래스틱을반용융 또는 용융시킨 후 물의 분무에 의하여 냉각하는 것으로 입상 플래스틱으로 하는 방법이 알려져 있다.

그러나 상기의 제립방법은 이하의 결점이 있다.

ㆍ배치처리이기 때문에 처리효율이 낮고,

ㆍ냉각에 물을 사용하기 때문에 사후의 건조공정이 필요하고,

ㆍ처리조건이나 플래스틱투입량에 따라서 얻어지는 입상 플래스틱의 입도에 분산이 발생하기 쉽다.

일본국 특허 공개공보99-156855호에는 특정한 플래스틱압출성형장치를 이용한 필름상 플래스틱의 전처리방법이 제안되고 있다. 이 방법에서는 폐플래스틱으로부터 분별된 필름상 플래스틱을 분쇄하고, 이어서 금속류와 분별하며, 이어서 복수의 관통구멍으로 이루어지는 다이스구멍이 설치되어 있는 링상 다이와, 상기 링상 다이의 내부면과 접하도록 하여 회전 자유롭게 설치된 전동롤러로 이루어지는 압출성형장치를 이용해서 필름상 플래스틱을 전동롤러에 의해 다이스구멍내로 밀어 넣어서 압축하여 입상으로 성형한다.

이 방법에 따르면, 가공 후의 플래스틱에 냉각을 위한 물을 분무할 필요가 없기 때문에 건조한 입상 플래스틱이 얻어지고, 연속처리가 가능하기 때문에 높은 처리효율(생산성)이 얻어지며, 플래스틱을 다이스구멍으로부터 압출하는 방식이기 때문에 균일한 입도의 입상 플래스틱이 얻어지는 등의 잇점이 있다.

그러나 본 발명자들에 의한 실험결과 상기 선행기술의 방법에 의해 필름상 플래스틱을 전처리가공하여 얻어진 입상 플래스틱성형물은, 그 강도가 불충분하기때문에 처리 후의 핸들링이나 공기수송의 과정에서 붕괴하기 쉽고, 이 붕괴에 의해 발생한 플랩상 이물이 공기수송이나 송풍구로부터의 불어넣음시에 배관내에서 막히는 등의 트러블을 발생하기 쉬운 것이 판명되었다. 한편 입상 플래스틱성형물의 강도를 높이는 방법으로서는, 외부가열 등에 의하여 링상 다이내에서의 필름상 플래스틱의 용융성을 높이는 방법도 생각된다. 그러나 외부가열 등에 의하여 필름상 플래스틱의 용융성을 높이는 경우에는 용융한 플래스틱이 다이스구멍으로부터 흘러나와 버리기 때문에 입상의 플래스틱성형물이 적절하게 얻어지지 않는다.

또한 강도가 작고 붕괴하기 쉬운 입상 플래스틱성형물은 로불어넣음원료로서의 연소효율도 뒤떨어지는 것을 알았다. 즉 입상 플래스틱성형물의 강도가 작으면 공기수송 중이나 로내로의 불어넣음시에 입자가 붕괴해서 송풍구앞의 레이스웨이 속에 붕괴 후의 작은 형상으로 보내어진다. 이와 같이 작은 형상의 플래스틱은 레이스웨이에 보내어져서 즉시 비산해 버리기 때문에 레이스웨이 속에 체류하는 시간이 매우 짧고, 이 때문에 연소효율이 악화한다.

본 발명은 일반폐기물이나 산업폐기물로서의 폐플래스틱(플래스틱계 폐기물)을 원료로 하여 괴성화물(塊成化物)을 제조하는 방법 및 제조된 괴성화물에 관한 것이다. 특히 고로나 시멘트킬른 등으로의 불어넣음원료로서 사용되는 괴성화물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 최량의 형태 1에 사용되는 플래스틱압출성형장치를 모식적으로 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 플래스틱압출성형장치를 모식적으로 나타내는 정면도.

도 3은 최량의 형태 1에 의하여 얻어지는 입상 플래스틱성형물의 단면을 모식적으로 나타내는 설명도.

도 4는 고형상 플래스틱과, 플래스틱비성형체를 기원으로 하는 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나와의 중량비와, 입상 플래스틱성형물의 강도 및 생산성의 관계를 나타내는 그래프.

도 5는 최량의 형태 1에 관련되는 폐플래스틱의 전처리방법의 한 예를 나타내는 모식도.

도 6은 최량의 형태 1에 관련되는 폐플래스틱의 전처리방법의 다른 예를 나타내는 모식도.

도 7은 최량의 형태 1에 관련되는 폐플래스틱의 전처리방법의 다른 예를 나타내는 모식도.

도 8은 최량의 형태 1에 관련되는 폐플래스틱의 전처리방법의 다른 예를 나타내는 모식도.

도 9는 최량의 형태 1에 관련되는 폐플래스틱의 전처리방법의 다른 예를 나타내는 모식도.

도 10은 최량의 형태 1에 관련되는 폐플래스틱의 전처리방법의 다른 예를 나타내는 모식도.

도 11은 최량의 형태 2에 관련되는 괴상화도(塊狀化度)(입경, 강도)와 치환률의 관계를 나타내는 도면.

도 12는 최량의 형태 2에 관련되는 평균강도지수, 괴성화물의 입경, 치환률의 관계를 나타내는 도면.

도 13은 최량의 형태 2에 관련되는 T/d, 수분부착량 및 괴상화도의 사이의 관계를 나타내는 도면.

도 14는 최량의 형태 2에 관련되는 T/d 및 수분부착량의 관계를 상세하게 나타내는 도면.

도 15는 최량의 형태 2에 관련되는 D/d와 괴상화도의 관계를 나타내는 도면.

도 16은 최량의 형태 2에 관련되는 수분부착량과 제립강도의 관계를 나타내는 도면.

도 17은 최량의 형태 2에 있어서의 제립기의 단면의 개요를 나타내는 도면.

도 18은 최량의 형태 2에 있어서의 커터, 다이의 두께, 다이의 구멍의 직경, 괴성화물의 길이의 관계를 나타내는 도면.

도 19는 최량의 형태 2에 있어서의 커터, 다이의 두께, 다이의 구멍의 직경, 괴성화물의 길이의 관계를 나타내는 도면.

도 20은 최량의 형태 3의 방법의 개요를 나타내는 도면.

도 21은 최량의 형태 3의 괴성화물의 확대도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 링상 다이2a, 2b: 전동롤러

3: 커터4: 다이스구멍

5: 선별기6a, 6b: 파쇄기

7: 건조기8: 압축성형장치

9, 12a, 12b: 저류조10: PVC분리장치

11a, 11b: 수(手)선별공정13: 혼합조

106: 괴성화물109: 표면부재

110: 고융점 플래스틱a: 입상 플래스틱성형물

본 발명의 목적은, 필름상 플래스틱을 포함하는 폐플래스틱을, 로의 불어넣음원료로서 필요한 강도를 구비한 입상 플래스틱성형물로 적절하고, 또한 효율적으로 처리할 수 있는 괴성화물의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 첫째로 본 발명은 이하의 공정으로 이루어지는 괴성화물의 제조방법을 제공한다:

플래스틱성형체를 기원으로 하는 고형상 플래스틱(A)과, 플래스틱비성형체를기원으로 하는 박육(薄肉)상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)을 포함하는 폐플래스틱을 준비하는 공정과;

적어도 하나의 플래스틱(B)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키고, 고형상 플래스틱(A)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키는 일 없이 고형인 채 잔존시키도록 해당 폐플래스틱을 압축ㆍ압궤, 압출성형으로 이루어지는 제립을 실시하는 공정.

상기의 괴성화물은 로로의 불어넣음원료 또는 코크스로로의 장입원료로서 사용하는 것이 바람직하다.

고형상 플래스틱(A)과, 플래스틱비성형체를 기원으로 하는 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)의 합계 (A)＋(B)에 대한 고형상 플래스틱(A)의 비율 (A)/{(A)＋(B)}이 중량비로 0. 1∼0. 7인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 0. 2∼0. 6이다.

제립을 실시하는 공정보다 전에 고형상 플래스틱(A)과 적어도 하나의 플래스틱(B)을 포함하는 폐플래스틱을 혼합하는 공정을 추가로 갖는 것이 바람직하다. 또 해당 제립을 실시하는 공정이 혼합, 압축ㆍ압궤, 압출성형으로 이루어지는 것이어도 좋다.

해당 제립을 실시하는 공정은 이하의 공정으로 이루어지는 것이 바람직하다:

복수의 다이스구멍이 관통설치된 링상 다이와, 해당 링상 다이의 내측에 링상 다이내주면과 접하도록 배치되는 적어도 하나의 전동롤러로 이루어지는 플래스틱압출성형장치에 폐플래스틱을 공급하는 공정과;

해당 폐플래스틱을 해당 전동롤러에 의해 전동롤러와 링상 다이내주면의 사이에서 압축ㆍ압궤하고, 링상 다이의 다이스구멍내에 밀어넣어서 다이스구멍을 통하여 압출성형하는 공정.

해당 제립을 실시하는 공정은 다이스구멍을 통하여 링상 다이외면측으로 압출된 플래스틱성형물을 절단 또는 링상 다이외면측으로부터 긁어 떨어뜨림으로써 입상 플래스틱성형물을 얻는 공정을 추가로 갖는 것이 바람직하다.

둘째로 본 발명은 이하를 갖는 합성수지재를 포함하는 괴성화물을 제공한다:

용융고화한 표면;

로불어넣음시에 로의 레이스웨이내의 소정 영역에 도달 가능한 강도 및 한계유속 이상의 속도가 가능한 입경;

로의 레이스웨이내의 소정 영역에 도달 가능한 상기 강도는 평균강도지수 (δ)≥500을 갖고, 여기에서 δ＝∑δiωi, δi: 입자에 수직인 하중을 가했을 때의 하중(kg)과 변위(mm)의 비, ωi: 입자의 중량분률이고;

한계유속 이상의 속도가 가능한 상기 입경이 (3×d²×t/2)^1/3이상의 값이고, 여기에서 d: 괴성화물의 직경, t: 괴성화물의 길이이다.

셋째로 본 발명은 이하의 공정으로 이루어지는 괴성화물의 제조방법을 제공한다:

링상 다이의 유효두께를 T, 상기 관통구멍의 직경을 d로 할 때 T/d가 6∼12의 범위내인 복수개의 관통구멍을 구비한 링상 다이를 준비하는 공정;

해당 링상 다이와 그 내측에 배치된 롤러로 이루어지는 제립기를 준비하는 공정;

해당 링상 다이내에 합성수지를 포함하는 원료를 장입하는 공정.

넷째로 본 발명은 이하에 의하여 특징지워지는 합성수지재를 포함하는 괴성화물을 제공한다:

용융고화한 표면과;

상기 합성수지재가 50∼300℃의 범위내의 융점을 갖는 성분을 10% 이상 함유하는 것.

상기 합성수지재가 종이함유필름상 플래스틱을 함유한다.

(최량의 형태 1)

본 발명자들은 플래스틱압출성형장치에 의해 필름상 플래스틱을 제립한 경우에 충분한 강도를 갖는 입상 플래스틱성형물이 얻어지지 않는 원인과 그 개선책에 대하여 검토를 실시했다. 그 결과 이하와 같은 (A)∼(C)의 지견이 얻어졌다.

(A) 필름상 플래스틱만으로 제립된 입상 플래스틱성형물은 반용융 또는 용융한 후에 고화한 플래스틱으로 이루어지는 것이기는 하지만, 충분한 강도가 얻어지지 않는다. 이것은 입자의 강도를 유지하는 데 유효한 “핵”으로 되는 고형물을 포함하지 않기 때문이라고 생각된다.

(B) 이에 대하여 고형상 플래스틱과 필름상 플래스틱을 적당한 비율로 혼합하고, 이것을 특정한 형태로 제립함으로써 구체적으로는 폐플래스틱의 압축 또는 압축ㆍ압궤-압출성형을 실시하는 제립공정에 있어서, 필름상 플래스틱의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키는 동시에, 고형상 플래스틱의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키는 일 없이 잔존시키는 제립을 실시함으로써 입상 플래스틱성형물의 강도가 비약적으로 높아지고, 공기수송이나 불어넣음 등시의 붕괴를 효과적으로 방지할 수 있다.

(C) 이와 같이 하여 제립된 입상 플래스틱성형물이 높은 강도를 갖는 이유는, 적어도 일부가 반용융 또는 용융한 필름상 플래스틱을 “매트릭스”로 하는 입상 플래스틱성형물 속에 “핵”으로 될 수 있는 고형상 플래스틱입자(제립공정에 있어서 반용융 또는 용융화하는 일 없이 잔존한 고형상 플래스틱)가 존재하고, 또한 상기 “매트릭스”가 “핵”끼리를 접착하는 바인더로서의 역할을 완수하기 때문이라고 생각된다.

즉 폐플래스틱을 불어넣음원료로서 사용하는 데 있어서의 종래기술의 기본적인 사고방식은 이하의 두 가지이었다.

첫째로 고형상(덩어리상) 플래스틱은 파쇄ㆍ분쇄처리하는 것만으로 공기수송성이 양호한 입상 플래스틱이 얻어지고, 또 이 처리방법이 가장 저비용이기 때문에 고형상 플래스틱에 대해서는 파쇄ㆍ분쇄처리에 의한 전처리를 실시한다.

둘째로 필름상 플래스틱은 단순한 파쇄ㆍ분쇄처리를 한 것만으로는 공기수송 등시에 배관내에서의 막힘을 발생하기 쉽고, 이 때문에 고형상 플래스틱으로부터 분별한 후에 가열제립장치나 압출성형장치 등을 이용하여 입상 플래스틱으로 제립한다는 것이었다.

이에 대하여 본 발명자들은 상기한 플래스틱압출성형장치에 의해 폐플래스틱을 제립하는 경우에 있어서는, 고형상 플래스틱과 필름상 플래스틱을 적당한 비율로 혼합한 후에 이것을 특정한 형태로 제립함으로써 얻어지는 입상 플래스틱성형물의 강도가 비약적으로 높아지는 것, 따라서 이 방법에 따르면, 고형상 플래스틱과 필름상 플래스틱을 분별하여 각각을 별개의 처리방법으로 전처리하는 방법보다도 폐플래스틱의 전처리를 적절하고, 또한 효율적으로 실시할 수 있는 것을 발견한 것이다.

최량의 형태 1은 상기와 같은 지견에 의거하여 이루어진 것이다. 최량의 형태 1의 괴성화물의 제조방법은 폐플래스틱을 준비하는 공정과 제립을 실시하는 공정으로 이루어진다.

폐플래스틱을 준비하는 공정은 플래스틱성형체를 기원으로 하는 고형상 플래스틱(A)과, 플래스틱비성형체를 기원으로 하는 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)을 포함하는 폐플래스틱을 준비하는 것으로 이루어진다.

제립을 실시하는 공정은 적어도 하나의 플래스틱(B)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키고, 고형상 플래스틱(A)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키는 일 없이 고형인 채 잔존시키도록 해당 폐플래스틱을 압축ㆍ압궤, 압출성형으로 이루어지는 제립을 실시하는 것으로 이루어진다.

고형상 플래스틱(A)과, 플래스틱비성형체를 기원으로 하는 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)의 합계 (A)＋(B)에 대한 고형상 플래스틱(A)의 비율 (A)/{(A)＋(B)}가 중량비로 0. 1∼0. 7인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 0. 2∼0. 6이다.

해당 폐플래스틱을 해당 전동롤러에 의해 전동롤러와 링상 다이내주면의 사이에서 압축 또는 압축ㆍ압궤하고, 링상 다이의 다이스구멍내에 밀어넣어서 다이스구멍을 통하여 압출성형하는 공정.

해당 제립을 실시하는 공정은 다이스구멍을 통하여 링상 다이외면측으로 압출된 플래스틱성형물을 절단 또는 링상 다이외면으로부터 긁어 떨어뜨림으로써 입상 플래스틱성형물을 얻는 공정을 추가로 갖는 것이 바람직하다.

고형상 플래스틱(A)의 기원으로 되는 플래스틱성형체에는 플래스틱제품으로서의 플래스틱성형체외에 플래스틱성형을 실시할 때에 발생하는 플래스틱성형부스러기, 플래스틱성형체를 플래스틱부품 또는 제품으로 가공 또는 제립할 때에 발생하는 플래스틱부품부스러기 등도 포함된다.

도 1 및 도 2는 최량의 형태 1에 사용되는 플래스틱압출성형장치를 모식적으로 나타낸 것으로, 도 1은 사시도, 도 2는 정면도이다.

이 플래스틱압출성형장치는 전체둘레에 복수의 다이스구멍(4)이 관통설치된 링상 다이(1)와, 이 링상 다이(1)의 내측에 링상 다이내주면과 접하도록 하여 회전 자유롭게 배치된 전동롤러(2a, 2b)와, 링상 다이(1)의 외측에 배치된 커터(3)를 구비하고 있다. 또한 도 1의 사시도에서는 링상 다이(1)의 전체둘레에 걸쳐서 설치되는 다이스구멍(4)의 일부를 생략하고 있다.

상기 링상 다이(1)는 적당한 폭을 갖는 링체에 의해 구성되고, 도시하지 않는 장치본체에 회전 가능하게 지지되는 동시에, 똑같이 도시하지 않는 구동장치에의해 회전구동한다. 이 링상 다이(1)의 둘레방향 및 폭방향으로는 복수의 다이스구멍(4)이 설치되어 있다. 이들 다이스구멍(4)은 링상 다이(1)의 직경방향을 따라서 링상 다이(1)의 내측(내주면)-외측(외주면)간을 관통하여 설치되어 있다. 다이스구멍(4)의 구멍직경은 제립해야 할 입상 플래스틱성형물의 크기(직경)에 따라서 결정된다. 통상 구멍직경은 3∼20mm 정도이다. 또 다이스구멍(4)의 길이(링상 다이(1)의 두께)는 성형물의 강도의 관점에서 결정되는데, 30∼150mm 정도이다.

상기 전동롤러(2a, 2b)는 압출성형장치본체에 회전 자유롭게 지지되는 동시에, 링상 다이(1)의 내측에 180도 대향한 상태로 배치되어 있다. 이들 전동롤러(2a, 2b)는 무구동의 프리의 롤러체이며, 링상 다이(1)의 내주면과 접해 있기 때문에 그 내주면과의 마찰에 의해 링상 다이(1)의 회전에 동반하여 회전한다. 또한 이 전동롤러(2)의 수는 임의이며, 1개 또는 3개 이상 설치해도 좋다. 또 상기 전동롤러(2a, 2b)는 구동장치에 의해 회전구동시키도록 해도 좋다.

상기 커터(3)는 그 날끝이 링상 다이(1)의 외주면에 접하거나 또는 외주면의 근처에 위치하도록 설치된다. 상기 다이스구멍(4)으로부터 링상 다이(1)의 외측에 막대상으로 압출되는 플래스틱성형물을 적당한 길이로 절단하거나, 또는 링상 다이외주면으로부터 긁어 떨어뜨린다.

상기에서 서술한 바와 같은 플래스틱압출성형장치에서는 링상 다이(1)가 도 2에서 나타내어지는 화살표방향으로 회전구동하고, 이에 수반하여 전동롤러(2a, 2b)도 회전하고 있는 상태에서 도시되어 있지 않은 투입구로부터 링상 다이(1)의 내부에 폐플래스틱이 투입된다. 투입된 폐플래스틱(x)은 전동롤러(2a, 2b)에 의하여 혼합되고, 링상 다이(1)의 내주면과의 사이에서 압축 또는 압축ㆍ압궤되면서 링상 다이(1)의 다이스구멍(4)내에 밀어넣어진다. 다이스구멍(4)내에 밀어넣어진 폐플래스틱(x)은 다이스구멍(4)내를 통과하여 링상 다이(1)의 외면측에 플래스틱성형물(y)로 나타내어지는 막대상으로 성형된 상태로 압출되고, 상기 커터(3)에 의해 적당한 길이로 절단된다. 이에 따라 입상 플래스틱성형물(a)이 얻어진다.

폐플래스틱(x)은 후술하는 바와 같이 상기 제립공정에 있어서의 마찰열에 의하여 일부가 반용융 또는 용융한 상태로 되고, 그 후 고화한다. 상기 제립공정에 있어서 폐플래스틱(x)의 일부가 반용융 또는 용융-고화하는 가장 전형적인 형태에서는 폐플래스틱(x)의 일부가 다이스구멍(4)을 통과할 때의 다이스구멍내주면과의 마찰열에 의해 반용융 또는 용융한 상태로 되고, 이 반용융 또는 용융한 상태로 된 플래스틱은 다이스구멍(4)내의 출구측근처의 영역 또는 다이스구멍(4)의 출구 근처에 있어서, 또는 다이스구멍(4)으로부터 압출된 시점에서 고화한다. 물론 폐플래스틱(x)의 일부가 반용융 또는 용융-고화하는 형태는 상기한 특정의 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 폐플래스틱(x)의 일부가 전동롤러(2a, 2b)에 의한 압축 또는 압축ㆍ압궤시에 반용융 또는 용융해도 좋다. 또 링상 다이(1)의 외측에 냉각수단을 설치하고, 일부가 반용융 또는 용융한 상태에서 다이스구멍(4)으로부터 압출된 플래스틱성형물(y)을 상기 냉각수단에 의해 냉각하여 고화시키도록 해도 좋다.

최량의 형태 1에서는 이와 같은 플래스틱압출성형장치를 이용하여 폐플래스틱을 성형ㆍ제립하는 데 있어서, 링상 다이(1)내부에 플래스틱성형체를 기원으로하는 고형상 플래스틱(A)과, 플래스틱비성형체를 기원으로 하는 박육상 플래스틱(필름상 플래스틱 등)과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)을 포함하는 폐플래스틱을 투입하고, 양 형태의 플래스틱(A), (B)이 혼합된 상태에서 압축 또는 압축ㆍ압궤-압출성형되는 제립공정에 있어서, 플래스틱(B)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융화시키는 동시에, 플래스틱(A)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융화시키는 일 없이 잔존시키고, 이에 따라 상기 반용융 또는 용융화한 후 고화한 플래스틱과, 반용융 또는 용융화하는 일 없이 잔존한 플래스틱으로 이루어지는 입상 플래스틱성형물(a)을 얻는다. 이와 같이 하여 얻어진 입상 플래스틱성형물(a)은 필름상 플래스틱 등의 박육상 플래스틱만을 제립하여 얻어지는 입상 플래스틱성형물에 비하여 강도가 비약적으로 향상한다.

이와 같이 양 형태의 플래스틱(A), (B)을 특정한 형태로 제립하여 얻어진 입상 플래스틱성형물(a)이 높은 강도를 갖는 것은 이하와 같은 이유에 의한 것이라고 생각된다. 즉 이 입상 플래스틱성형물(a)의 기본적인 구조는 제립공정에서 반용융 또는 용융화하는 일 없이 잔존한 고형상 플래스틱(A)의 압궤물이 “핵”으로 되고, 적어도 일부가 반용융 또는 용융한 후에 고화한 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)이 상기 “핵”의 바인더의 역할을 완수하는 “매트릭스”를 구성하는 구조라고 생각된다. 이와 같은 핵과 매트릭스로 이루어지는 입자구조에 의하여 필름상 플래스틱 등의 박육상 플래스틱만을 제립하여 얻어지는 입상 플래스틱성형물에 비하여 훨씬 높은 강도가얻어지는 것이라고 생각된다.

이 입상 플래스틱성형물(a)의 단면의 한 예를 도 3에 모식적으로 나타낸다. 도 3에 있어서, “c”가 입상 플래스틱성형물의 “핵”으로 되는 고형상 플래스틱(A)의 입자(제립공정에서 반용융 또는 용융하는 일 없이 잔존한 고형상 플래스틱), “m”이 “핵”끼리를 접착하는 바인더의 역할을 완수하는 “매트릭스”의 플래스틱이며, 이 매트릭스의 적어도 일부는 반용융 또는 용융화한 후에 고화한 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)으로 이루어진다.

상기 제립공정에 있어서, 플래스틱(B)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키고, 또한 플래스틱(A)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키는 일 없이 잔존시키기 위해 사용하는 제립장치의 구조나 제립조건을 적절히 선택한다. 예를 들면 도 1 및 도 2에 나타내는 플래스틱압출성형장치의 경우에는 플래스틱은 주로 다이스구멍(4)을 통과할 때의 다이스구멍내주면과의 마찰열에 의해 반용융 또는 용융화하기 때문에 다이스구멍(4)의 직경이나 길이를 선택하거나, 또는 링상 다이(1)의 회전속도를 조정하여 다이스구멍(4)내로의 플래스틱밀어넣음량(생산량)을 조정하는 것 등에 의해 플래스틱의 반용융 또는 용융형태를 임의로 제어할 수 있다. 일반적으로 고형상 플래스틱은 필름상 플래스틱에 비하여 전열특성이 낮기 때문에 용융하기 어려운 성질이 있으며, 이 때문에 상기와 같은 제립장치의 구조나 제립조건 등을 적절히 선택함으로써 플래스틱(B)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키는 동시에, 플래스틱(A)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융화시키는 일 없이 잔존시키고, 이것을 제립된 입상 플래스틱성형물(a) 속에 “핵”으로서 존재시킬 수 있다.

또 플래스틱(A) 및 (B)은 혼합된 상태로 압축 또는 압축ㆍ압궤-압출성형될 필요가 있는데, 플래스틱(A), (B)의 혼합은 제립장치에 투입하기 전에 실시해도 좋으며, 또는 양 플래스틱(A), (B)이 장치내에서 혼합되는 형식의 제립장치를 이용해도 좋다. 도 1 및 도 2에 나타내는 장치는 이에 상당한다. 또 이와 같은 혼합기능을 갖는 제립장치에 미리 혼합된 양 플래스틱(A), (B)을 투입하고, 이 제립장치내에서도 혼합이 이루어지도록 해도 좋다.

또 플래스틱의 압궤란 예를 들면 고형상 플래스틱(A)을 눌러 으깨서 파쇄하는 것을 의미하는데, 제립공정에 투입되는 고형상 플래스틱(A)이 상기한 “핵”으로 될 수 있는 입경인 경우에는 제립공정에서는 반드시 압궤될 필요는 없다.

플래스틱성형체를 기원으로 하는 고형상 플래스틱(A) 중에는 플래스틱제품으로서의 플래스틱성형체외에 플래스틱성형을 실시할 때에 발생하는 플래스틱성형부스러기, 플래스틱성형체를 플래스틱부품 또는 제품으로 가공 또는 제립할 때에 발생하는 플래스틱부품부스러기 등도 포함된다. 플래스틱성형체로서는 예를 들면 플래스틱용기(페트보틀, 폴리탱크, 세제용기 등), 자동차부품(내장품, 범퍼 등), 사무기기 또는 가전제품용 보디 및 프레임, 화장합판, 파이프, 호스, 자기카드, 일용품ㆍ잡화류(행거, 문방구, 플래스틱트레이, 플래스틱컵 등), 프린트기판 등을 들 수 있는데, 이것에 한정은 되지 않는다. 또한 발포스티롤 등의 발포성 플래스틱의 폐기물도 플래스틱성형체를 기원으로 하는 것인데, 이 발포성 플래스틱은 부피밀도가 작고, 입상 플래스틱성형물의 “핵”으로서 기능하지 않기 때문에 본 발명에서는 고형상 플래스틱(A)의 범주에는 포함시키지 않는다.

한편 플래스틱비성형체를 기원으로 하는 박육상 플래스틱(B)으로서는 예를 들면 플래스틱필름(PET재, 알루미 또는 종이라미네이트재 등), 플래스틱시트(농업용 폴리시트, 건설용 시트, 곤포용 시트, PET시트 등), 폴리주머니, 자기테이프, PP밴드, 곤포용 쿠션재 등을 들 수 있는데, 이들에 한정은 되지 않는다. 또 발포스티롤 등의 발포성 플래스틱은 입상 플래스틱성형물의 “핵”으로는 되지 않고 “매트릭스”로 되기 때문에 최량의 형태 1에서는 박육상 플래스틱과 동등한 것으로서 취급한다.

또한 최량의 형태 1에 있어서 처리되는 폐플래스틱에는 불가피적으로 혼입하는 플래스틱 이외의 것, 예를 들면 종이, 금속, 목재, 토사ㆍ돌 등의 무기물 등이 포함되어 있어도 좋다.

최량의 형태 1에 있어서, 플래스틱압출성형장치의 링상 다이내부에 투입되는 폐플래스틱 속의 고형상 플래스틱(A)과, 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 플래스틱(B)의 비율은 얻어지는 입상 플래스틱성형물(a)의 강도의 관점에서 중량비로 (A)/{(A)＋(B)}＝0. 1∼0. 7의 범위로 하는 것이 바람직하다. (A)/{(A)＋(B)}의 중량비가 0. 1 미만에서는 “핵”으로 되는 고형물의 비율이 불충분하며, 한편 (A)/{(A)＋(B)}의 중량비가 0. 7 초과에서는 “핵”끼리의 바인더로서 기능하는 “매트릭스”의 양이 지나치게 적어서 어느 쪽의 경우도 충분한 강도는 얻어지지 않는다.

도 4는 여러 가지 폐플래스틱을 제립한 결과에 의거하여 (A)/{(A)＋(B)}의중량비와 제립된 입상 플래스틱성형물의 압축강도의 관계를 정리한 그래프이다. 얻어지는 입상 플래스틱성형물(a)의 강도의 관점에서는 중량비로 (A)/{(A)＋(B)}＝0. 1∼0. 7의 범위, 바람직하게는 0. 2∼0. 6의 범위에 있어서, 공기수송 등에 견딜 수 있는 높은 압축강도가 얻어지고 있다.

또 (A)/{(A)＋(B)}의 중량비가 0. 1 미만에서는 다이스구멍내에서의 플래스틱(B)의 용융이 현저하게 되기 때문에, 또 (A)/{(A)＋(B)}의 중량비가 0. 7을 넘으면 플래스틱(A)의 비율이 과잉하게 되어 다이스구멍내에서 브릿지를 형성하기 쉬워지기 때문에 각각 처리효율(생산성)이 저하하는 경향이 있다.

최량의 형태 1의 방법에 의해 얻어지는 입상 플래스틱성형물(a)은 충분한 강도를 갖기 때문에 종래의 필름상 플래스틱만을 제립한 것에 비하여 제립 후의 핸들링이나 공기수송시에 붕괴하는 비율이 매우 적고, 이 때문에 공기수송용의 배관 등에서의 막힘을 적절하게 방지할 수 있다. 구체적으로는 필름상 플래스틱만으로 제립한 종래의 입상 플래스틱성형물의 가루화율은 최소이어도 10% 정도인 것에 대하여 최량의 형태 1에 따르면 이것을 3% 정도까지 저감시킬 수 있다. 또 로내에 불어넣기 전의 과정이나 로내에 불어넣을 때에 붕괴하는 비율이 매우 적고, 그 크기를 유지한 채 송풍구앞의 레이스웨이에 도달할 수 있기 때문에 레이스웨이로부터 즉시 비산해 버리는 일이 없으며, 이 때문에 레이스웨이 속에서의 체류시간을 충분히 확보할 수 있어서 높은 연소효율이 얻어진다.

또 최량의 형태 1의 방법에 의해 얻어지는 입상 플래스틱성형물(a)은 필름상 플래스틱만으로 제립되는 입상 플래스틱성형물에 비하여 부피밀도가 크고, 따라서그 만큼 로로의 불어넣음량을 증대시킬 수 있다. 예를 들면 (A)/{(A)＋(B)}의 중량비에도 따르지만, 종래기술과 같은 필름상 플래스틱만 제립한 것과 부피밀도를 비교하면, 1. 1∼1. 8배 정도의 부피밀도로 할 수 있다.

최량의 형태 1은 도 1 및 도 2에 나타내는 플래스틱압출성형장치(제립장치)에 한정되지 않고, 적어도 플래스틱의 압축 또는 압축ㆍ압궤와 이것에 이어지는 압출성형을 실시할 수 있는 여러 가지 형식의 플래스틱압출성형장치를 이용하여 실시할 수 있다. 예를 들면 회전하는 스크류체에 의해 플래스틱의 압축 또는 압축ㆍ압궤를 실시하고, 다이스구멍에 밀어넣는 방식의 장치 등을 이용해도 좋다. 또 도 1 및 도 2의 장치를 포함시킨 이들 제립장치에 있어서는, 투입된 폐플래스틱을 외부가열에 의하여 반용융 또는 용융화시켜도 좋다.

다만 도 1 및 도 2에 나타내는 플래스틱압출성형장치는 그 밖의 제립장치에 비하여 이하에 나타내는 잇점이 있으며, 이 때문에 최량의 형태 2의 실시에 특히 가장 적합한 장치이다.

(1) 처리효율(생산성)이 높고,

(2) 폐플래스틱을 압축ㆍ압궤하는 기능(나아가서는 혼합기능)이 높고, 단단한 고형상의 플래스틱과 유연한 필름상 플래스틱을 함께 압축ㆍ압궤하여 비교적 균일한 혼합상태로 해서 압출성형할 수 있으며,

(3) 폐플래스틱 속에 플래스틱 이외의 이물(종이, 금속 등)이 혼입해 있어도 플래스틱을 문제 없이 제립할 수 있고,

(4) 마찰열만으로 플래스틱의 일부를 반용융 또는 용융화시킬 수 있으며,

(5) 처리 중인 플래스틱의 온도가 과잉하게 높아지지 않기 때문에 폐플래스틱에 염화비닐 등의 염소함유수지가 소량 포함되어 있어도 염화수소가스의 발생이 없다.

도 5는 최량의 형태 1에 의한 방법을 적용한 폐플래스틱의 구체적인 처리설비 및 처리공정을 나타낸다. 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 혼재한 상태에서 공급되는 경우이고, 또한 그들 폐플래스틱에는 금속이나 종이 등의 이물이 상당량 포함되며(예를 들면 이물혼입률 5∼30wt%), 또한 염화비닐 등의 염소함유플래스틱의 혼입이 미량(예를 들면 혼입률 1wt% 이하)인 경우에 가장 적합한 처리설비 및 공정을 나타내고 있다.

처리공정의 상류측으로부터 선별기(5), 파쇄기(6), 건조기(7), 압출성형장치(8) 및 저류조(9)를 구비하고 있다. 선별기(5)는 폐플래스틱을 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱 및 발포성 플래스틱(B)으로 분별하는 동시에, 폐플래스틱에 포함되는 금속 등의 이물의 일부를 선별한다. 선별기(5)로서는 요동식이나 풍력식의 것이 사용된다. 이하 이 (B)에 대해서는 박육상 플래스틱을 예로 설명한다.

도 5에 나타내는 처리설비 및 처리공정에서는 예를 들면 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 혼재한 폐플래스틱이 선별기(5)에 공급되고, 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)으로 분별되는 동시에, 폐플래스틱에 포함되는 금속, 토사 등의 이물의 일부가 선별제거된다.

상기와 같이 선별기(5)에 의해 폐플래스틱을 고형상 플래스틱(A)과 박육상플래스틱(B)으로 일단 분별하는 것은 이어지는 수선별공정(11a, 11b)에서의 이물제거를 실시하기 쉽게 하기 위함이다. 즉 폐플래스틱에 포함되는 이물은 선별기(5)만으로는 완전히 제거할 수 없고, 이 때문에 수선별에 걸쳐서 제거할 필요가 있는데, 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 혼재한 상태에서는 수선별에 의한 이물제거를 효율적으로 실시할 수 없다. 이 때문에 폐플래스틱을 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)으로 일단 분별하고, 각각에 포함되는 이물을 수선별공정(11a, 11b)으로 제거한다. 이물의 대부분은 고형상 플래스틱(A)에 포함되어 있다.

이물제거를 위한 수선별공정(11a, 11b)을 거친 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)은 함께 같은 파쇄기(6)에 공급되어 적당한 크기로 파쇄된다. 압출성형장치(8)에 공급되는 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 비율을 조정하기 위해 도 5에 나타내는 바와 같은 수선별공정(11a, 11b)을 거친 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 각각을 일시적으로 저류하기 위한 저류조(12a, 12b)를 설치해도 좋다. 압출성형장치(8)에 공급해야 할 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 비율에 따라서 고형상 플래스틱(A), 박육상 플래스틱(B)이 저류조(12a, 12b)에 일시적으로 저류되고, 또는 이들 저류조(12a, 12b)로부터 파쇄기(6)에 공급할 수 있도록 해도 좋다.

파쇄기(6)에서 파쇄된 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 혼합물인 폐플래스틱은 건조기(7)에 투입되고, 소정의 수분함유율(예를 들면 20wt% 이하)까지 건조처리된다. 건조처리 후 압출성형장치(8)에 공급되어 제립되고, 앞서 서술한 바와 같은 입상 플래스틱성형물(a)이 얻어진다. 이 입상 플래스틱성형물(a)은 불어넣음원료로서 저류조(9)에 저류된다.

상기 처리설비에 있어서, 파쇄기(6)는 필요로 되는 플래스틱입도에 따라서 각각 2기 이상 직렬로 설치해도 좋다. 또 파쇄기(6)를 보호할 목적으로 자력선별장치나 풍력선별장치 등과 같은 이물을 제거하기 위한 설비를 수선별공정(11a, 11b)의 상류측, 또는 파쇄기(6)의 상류측, 또는 복수의 파쇄기를 직렬로 설치하는 경우에는 파쇄기간에 배치해도 좋다.

도 6은 최량의 형태 1의 방법을 적용한 폐플래스틱의 구체적인 처리설비 및 처리공정의 다른 예를 나타낸다. 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 혼재한 상태에서 공급되는 경우이고, 또한 그들 폐플래스틱에는 금속이나 종이 등의 이물이 상당량 포함되며(예를 들면 이물혼입률 5∼30wt%), 또한 염화비닐 등의 염소함유플래스틱의 혼입이 상당량(예를 들면 혼입률 1wt% 이상)인 경우에 가장 적합한 처리설비 및 공정을 나타내고 있다.

처리공정의 상류측으로부터 선별기(5), 파쇄기(6), PVC분리장치(10), 건조기(7), 압출성형장치(8) 및 저류조(9)를 구비하고 있다. 상기 선별기(5)는 도 5에 나타내는 것과 똑같다. PVC분리장치(10)는 비중분리 등에 의하여 폐플래스틱 속에 포함되는 염화비닐 등의 염소함유플래스틱을 분리제거하는 것이다.

도 6에 나타내는 처리설비 및 처리공정에서는 예를 들면 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 혼재한 폐플래스틱이 선별기(5)에 공급되고, 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)으로 분별되는 동시에, 폐플래스틱에 포함되는 금속등의 이물의 일부가 선별제거된다. 도 5에 의한 방법과 마찬가지로 수선별공정(11a, 11b)에 있어서 폐플래스틱에 포함되는 금속 등의 이물이 선별제거된다.

이 수선별공정(11a, 11b)을 거친 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)은 함께 같은 파쇄기(6)에 공급되어 적당한 크기로 파쇄되는데, 도 5와 마찬가지로 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)을 각각 일시적으로 저류하기 위한 저류조(12a, 12b)를 설치하고, 압출성형장치(8)에 공급해야 할 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 비율에 따라서 고형상 플래스틱(A), 박육상 플래스틱(B)을 적절히 저류조(12a, 12b)에 일시적으로 저류하고, 또는 이들 저류조(12a, 12b)로부터 파쇄기(6)에 공급할 수 있도록 해도 좋다.

파쇄기(6)에서 파쇄된 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 혼합물인 폐플래스틱은 PVC분리장치(10)에서 염화비닐 등의 염소함유플래스틱이 분리제거되고, 이어서 건조기(7)에 투입되며, 소정의 수분함유율(예를 들면 20wt% 이하)까지 건조처리된다. 건조처리 후 압출성형장치(8)에 공급되어 제립되고, 앞서 서술한 바와 같은 입상 플래스틱성형물(a)이 얻어진다. 이 입상 플래스틱성형물(a)은 불어넣음원료로서 저류조(9)에 저류된다.

상기 처리설비에 있어서, 파쇄기(6)는 필요로 되는 플래스틱입도에 따라서 각각 2기 이상 직렬로 설치해도 좋다. 또 파쇄기(6)를 보호할 목적으로 자력선별장치나 풍력선별장치 등과 같은 이물을 제거하기 위한 설비를 수선별공정(11a, 11b)의 상류측, 또는 파쇄기(6)의 상류측, 또는 복수의 파쇄기를 직렬로 설치하는경우에는 파쇄기간에 배치해도 좋다.

도 7은 최량의 형태 1의 방법을 적용한 폐플래스틱의 구체적인 처리설비 및 처리공정의 다른 예를 나타낸다. 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 따로 따로 공급되는 경우이며, 또한 그들 폐플래스틱에는 금속이나 종이 등의 이물이 거의 포함되지 않고(예를 들면 이물혼입률 5wt% 이하), 또한 염화비닐 등의 염소함유플래스틱의 혼입이 미량(예를 들면 혼입률 1wt% 이하)인 경우에 가장 적합한 처리설비 및 공정을 나타내고 있다.

처리공정의 상류측으로부터 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)을 각각 파쇄처리하는 파쇄기(6a, 6b), 박육상 플래스틱(B)의 파쇄물의 건조기(7), 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 각 파쇄물의 혼합조(13), 압출성형장치(8) 및 저류조(9)를 구비하고 있다.

도 7에 나타내는 처리설비 및 공정에서는 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 각각 따로 따로의 파쇄기(6a, 6b)에서 소정의 입경으로 파쇄처리된다. 파쇄기(6b)에서 파쇄된 후 박육상 플래스틱(B)의 파쇄물은 건조기(7)에 투입되고, 소정의 수분함유율(예를 들면 20wt% 이하)까지 건조처리된 후 혼합조(13)에 공급된다. 한편 파쇄기(6a)에서 파쇄된 후의 고형상 플래스틱(A)의 파쇄물은 상기 박육상 플래스틱(B)의 파쇄물과의 중량비로 나타내어진 비율, 즉 (A)/{(A)＋(B)}가 0. 1∼0. 7, 바람직하게는 0. 2∼0. 6으로 되도록 그 전체량 또는 일부가 혼합조(13)에 공급된다. 또 잉여의 고형상 플래스틱(A)의 파쇄물이 있는 경우에는, 이 파쇄물은 직접 저류조(9)에 공급되고, 로불어넣음원료로서 저류된다.

상기 혼합조(13)에서는 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 각 파쇄물이 혼합되고, 이 혼합된 플래스틱파쇄물은 압출성형장치(8)에서 제립되며, 앞서 서술한 바와 같은 입상 플래스틱성형물(a)이 얻어진다. 그리고 이 입상 플래스틱성형물(a)은 로불어넣음원료 등으로서 저류조(9)에 저류된다.

또한 압출성형장치(8)에 공급호퍼 등이 있는 경우에는 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 각 파쇄물을 그 공급호퍼내에서 직접 혼합할 수도 있으며, 이 경우에는 혼합조(13)를 생략할 수도 있다.

또 일반적으로 고형상 플래스틱(A)의 파쇄물은 부착수분이 적은데, 수분함유율이 많은 경우(예를 들면 20wt% 이상)는 혼합조(13)를 건조기(7)의 상류측에 배치하고, 고형상 플래스틱(A)의 파쇄물을 박육상 플래스틱(B)의 파쇄물과 함께 건조처리할 수도 있다.

상기 처리설비에 있어서, 파쇄기(6a, 6b)는 필요로 되는 플래스틱입도에 따라서 각각 2기 이상을 직렬로 설치해도 좋다. 또 파쇄기(6a, 6b)를 보호할 목적으로 자력선별장치나 풍력선별장치 등과 같은 이물을 제거하기 위한 설비를 파쇄기(6a, 6b)의 상류측, 또는 복수기의 파쇄기를 직렬로 설치하는 경우에는 파쇄기간에 배치해도 좋다.

또 이물혼입률이 많은 경우(예를 들면 5wt% 이상)에는 파쇄기(6a, 6b)나 압출성형장치(8)를 보호할 목적으로 자력선별장치나 풍력선별장치, 또는 수선별콘베이어 등과 같은 이물을 제거하기 위한 설비를 파쇄기의 상류측, 또는 복수기의 파쇄기를 직렬로 설치하는 경우에는 파쇄기간에 배치하는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명법을 적용한 폐플래스틱의 처리설비 및 공정의 다른 예를 나타내는 것으로, 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 (A)/(A)＋(B)의 중량비로 0. 1∼0. 7을 만족하는 혼합상태로 공급되는 경우이며, 또한 그들 폐플래스틱에는 금속이나 종이 등의 이물이 거의 포함되지 않고(예를 들면 이물혼입률 5wt% 이하), 또한 염화비닐 등의 염소함유플래스틱의 혼입도 미량(예를 들면 혼입률 1wt% 이하)인 경우에 가장 적합한 처리설비 및 공정을 나타내고 있다.

이 처리설비는 공정의 상류측으로부터 수선별공정(11), 파쇄기(6), 건조기(7), 압출성형장치(8) 및 저류조(9)를 구비하고 있다.

이 도 8에 나타내는 처리설비 및 공정에서는 투입된 폐플래스틱은 수선별공정(11)에 의하여 대형의 협잡물이 제거되고, 이어서 파쇄기(6)에서 소정의 입경으로 파쇄처리된 후 건조기(7)에서 소정 수분함유율(예를 들면 20wt% 이하)까지 건조처리되며, 압출성형기(8)에서 제립된다. 그리고 이 입상 플래스틱성형물(a)은 로불어넣음원료 등으로서 저류조(9)에 저류된다.

상기 처리설비에 있어서, 파쇄기(6)는 필요로 되는 플래스틱입도에 따라서 각각 2기 이상을 직렬로 설치해도 좋다. 또 파쇄기(6)를 보호할 목적으로 자력선별장치나 풍력선별장치 등과 같은 이물을 제거하기 위한 설비를 파쇄기(6)의 상류측, 또는 복수기의 파쇄기를 직렬로 설치하는 경우에는 파쇄기간에 배치해도 좋다.

또 이물혼입률이 많은 경우(예를 들면 5wt% 이상)에는 파쇄기(6)나 압출성형장치(8)를 보호할 목적으로 자력선별장치나 풍력선별장치, 또는 수선별콘베이어 등과 같은 이물을 제거하기 위한 설비를 파쇄기의 상류측, 또는 복수기의 파쇄기를직렬로 설치하는 경우에는 파쇄기간에 배치하는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명법을 적용한 폐플래스틱의 처리설비 및 공정의 다른 예를 나타내는 것으로, 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 혼재한 상태로 공급되는 경우이며, 또한 그들 폐플래스틱에는 금속이나 종이 등의 이물이 상당량 포함되고(예를 들면 이물혼입률 5∼30wt%), 또한 염화비닐 등의 염소함유플래스틱의 혼입이 미량(예를 들면 혼입률 1wt% 이하)인 경우에 가장 적합한 처리설비 및 공정을 나타내고 있다.

이 처리설비는 공정의 상류측으로부터 선별기(5), 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)을 각각 수선별하는 수선별공정(11a, 11b), 똑같이 양 플래스틱(A), (B)을 각각 파쇄처리하는 파쇄기(6a, 6b), 박육상 플래스틱(B)의 각 파쇄물의 건조기(7), 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 각 파쇄물의 혼합조(13), 압출성형장치(8) 및 저류조(9)를 구비하고 있다.

여기에서 상기 선별기(5)는 도 5 및 도 6에 나타내는 것과 마찬가지이다. 선별기(5)에 공급된 폐플래스틱은 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)으로 분별되는 동시에, 폐플래스틱에 포함되는 금속, 토사 등의 이물의 일부가 선별제거된 후 도 5 및 도 6과 마찬가지로 수선별공정(11a, 11b)에 있어서 각각의 폐플래스틱에 포함되는 금속 등의 이물이 제거된다.

이 수선별공정(11a, 11b)을 거친 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)은 각각 따로 따로의 파쇄기(6a, 6b)에서 소정의 입경으로 파쇄처리된 후 박육상 플래스틱(B)의 파쇄물이 건조기(7)에 투입되며, 소정의 수분함유율(예를 들면20wt% 이하)까지 건조처리된 후 혼합조(13)내에 공급된다. 한편 파쇄기(6a)에서 파쇄된 고형상 플래스틱(A)은 상기 박육상 플래스틱(B)과의 비율(중량비)이 (A)/(A)＋(B)＝0. 1∼0. 7, 바람직하게는 0. 2∼0. 6이 되도록 그 전체량 또는 일부가 혼합조(13)에 공급되고, 또 잉여의 고형상 플래스틱(A)의 파쇄물이 있는 경우에는, 이 파쇄물은 직접 저류조(9)에 공급되어 로불어넣음원료 등으로서 저류된다.

상기 혼합조(13)에서는 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 각 파쇄물이 혼합되고, 이 혼합된 플래스틱파쇄물은 압출성형장치(8)에 공급되어 제립되며, 앞서 서술한 바와 같은 입상 플래스틱성형물(a)이 얻어진다. 그리고 이 입상 플래스틱성형물(a)은 로불어넣음원료 등으로서 저류조(9)에 저류된다.

상기 처리설비에 있어서, 파쇄기(6a, 6b)는 필요로 되는 플래스틱입도에 따라서 각각 2기 이상을 직렬로 설치해도 좋다. 또 파쇄기(6a, 6b)를 보호할 목적으로 자력선별장치나 풍력선별장치 등과 같은 이물을 제거하기 위한 설비를 수선별공정(11a, 11b)의 상류측, 또는 파쇄기(6a, 6b)의 상류측, 또는 복수기의 파쇄기를직렬로 설치하는 경우에는 파쇄기간에 배치해도 좋다.

도 10은 본 발명법을 적용한 폐플래스틱의 처리설비 및 공정의 다른 예를 나타내는 것으로, 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)이 혼재한 상태로 공급되는 경우이며, 또한 그들 폐플래스틱에는 금속이나 종이 등의 이물이 상당량 포함되고(예를 들면 이물혼입률 5∼30wt%), 또한 염화비닐 등의 염소함유플래스틱도 상당량(예를 들면 혼입률 1wt% 이상) 혼입하고 있는 경우에 가장 적합한 처리설비 및 공정을 나타내고 있다.

이 처리설비는 공정의 상류측으로부터 선별기(5), 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)을 각각 수선별하는 수선별공정(11a, 11b), 똑같이 양 플래스틱(A), (B)을 각각 파쇄처리하는 파쇄기(6a, 6b), 박육상 플래스틱(B)의 파쇄물로부터 염소함유플래스틱을 제거하기 위한 PVC분리장치(10), 박육상 플래스틱(B)의 파쇄물의 건조기(7), 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 각 파쇄물의 혼합조(13), 압출성형장치(8) 및 저류조(9)를 구비하고 있다.

여기에서 상기 선별기(5)는 도 5 및 도 6에 나타내는 것과 마찬가지이며, 또 PVC분리장치(10)는 도 6에 나타내는 것과 마찬가지이다. 선별기(5)에 공급된 폐플래스틱은 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)으로 분별되는 동시에, 폐플래스틱에 포함되는 금속, 토사 등의 이물의 일부가 선별제거된 후 도 5 및 도 6과 똑같이 수선별공정(11a, 11b)에 있어서 각각의 폐플래스틱에 포함되는 금속 등의 이물이 제거된다.

이 수선별공정(11a, 11b)을 거친 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)은 각각 따로 따로의 파쇄기(6a, 6b)에서 소정의 입경으로 파쇄처리된 후 박육상 플래스틱(B)의 파쇄물은 PVC분리장치(10)에서 염화비닐 등의 염소함유플래스틱이 분리제거되고, 이어서 건조기(7)에 투입되며, 소정의 수분함유율(예를 들면 20wt% 이하)까지 건조처리된 후 혼합조(13)에 공급된다. 한편 파쇄기(6a)에서 파쇄된 고형상 플래스틱(A)은 상기 박육상 플래스틱(B)과의 비율(중량비)이 (A)/(A)＋(B)＝0. 1∼0. 7, 바람직하게는 0. 2∼0. 6이 되도록 그 전체량 또는 일부가 혼합조(13)에 공급되고, 또 잉여의 고형상 플래스틱(A)의 파쇄물이 있는 경우에는, 이 파쇄물은 직접 저류조(9)에 공급되어 로불어넣음원료 등으로서 저류된다.

상기 처리설비에 있어서, 파쇄기(6a, 6b)는 필요로 되는 플래스틱입도에 따라서 각각 2기 이상을 직렬로 설치해도 좋다. 또 파쇄기(6a, 6b)를 보호할 목적으로 자력선별장치나 풍력선별장치 등과 같은 이물을 제거하기 위한 설비를 수선별공정(11a, 11b)의 상류측, 또는 파쇄기(6a, 6b)의 상류측, 또는 복수기의 파쇄기를 직렬로 설치하는 경우에는 파쇄기간에 배치해도 좋다.

또 일반의 고형상 플래스틱(A)은 염소함유플래스틱의 함유율이 매우 낮기 때문에(통상 1wt% 이하) PVC분리장치(10)에서 처리할 필요는 없는데, 염소함유플래스틱의 함유율이 높은 경우에는 혼합조(13)를 PVC분리장치(10)의 상류측에 배치하고, 고형상 플래스틱(A)과 박육상 플래스틱(B)의 각 파쇄물을 혼합조(13)에 공급한 후 PVC분리장치(10)에서 혼합물을 처리하여 염소함유플래스틱의 제거를 실시해도 좋다.

또한 도 5∼도 10에 나타내어지는 각 처리설비에 있어서, 각 장치간에서의 폐플래스틱이나 입상 플래스틱성형물(a)의 이송은 반송콘베이어나 공기수송관 등에 의해 실시된다.

본 발명법에 의해 폐플래스틱을 전처리하여 얻어지는 입상 플래스틱성형물(a)은 고로를 비롯한 각종 로의 불어넣음원료나 고체원연료 등으로서 이용할 수 있다. 이 고체원연료로서는 예를 들면 코크스로의 원연료를 들 수 있는데, 그 밖의 임의의 용도의 원연료로서 이용할 수 있으며, 어느 쪽의 경우도 그 높은 강도 때문에 핸들링이나 사용시의 붕괴(가루화)를 적절히 방지할 수 있다.

[실시예 1]

도 1 및 도 2에 나타내는 제립장치를 이용하여 본 발명예 및 비교예(종래법)에 의한 폐플래스틱의 전처리를 실시했다.

본 실시예에서는 다이링내경: 840mm, 다이링폭: 240mm, 다이링두께(다이스구멍길이): 60mm, 전동롤러직경: 405mm, 다이스구멍직경: 6mm, 다이스구멍수: 1만개의 제립장치를 이용하여 고형상 플래스틱(A), 박육상 플래스틱(B)(필름상 플래스틱)을 합계 1. 0∼1. 5t/h의 속도로 공급했다. 박육상 플래스틱(B)은 폴리에틸렌 32wt%, 폴리프로필렌 31wt%, 폴리스틸렌 22wt%, 그 외(종이 등) 15wt%이다. 또 고형상 플래스틱(A)은 폴리에틸렌 37wt%, 폴리프로필렌 34wt%, 폴리스틸렌 22wt%, 그 외(종이 등) 7wt%이다.

표 1에 본 발명예 및 비교예의 결과를 나타낸다. 동일 표에 나타내는 본 발명예의 강도, 생산성, 부피밀도는 종래의 박육상 플래스틱(B)만을 이용한 비교예를 100으로 했을 때의 값이다. 동일 표에 나타내어지는 바와 같이 본 발명예에서는 강도, 생산성, 부피밀도 함께 현저한 결과가 보였다.

표 1

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
재료	고형상 플래스틱	20%	40%	60%	0
	필름상 플래스틱	80%	60%	40%	100%
부피밀도	128	157	118	100
강도	143	177	121	100
생산성	124	144	151	100

[실시예 2]

도 1 및 도 2에 나타내는 제립장치이며, 다이링의 구성(다이스구멍구경, 길이)이 다른 장치를 이용하여 도 7∼도 10에 나타내는 처리흐름으로 여러 가지 재질의 폐플래스틱의 전처리를 실시했다. 또한 제립장치의 구성은 표 2에 나타내는 이외는 실시예 1에서 이용한 장치와 대략 동일하다.

제립된 플래스틱의 부피밀도, 가루화율과 처리속도를 피처리폐플래스틱의 내용과 함께 표 2에 나타낸다.

동일 표에 따르면, 본 발명조건으로 전처리를 실시함으로써 높은 강도를 갖는 입상 플래스틱성형물이 효율적으로 얻어지는 것을 알 수 있다.

표 2

(최량의 형태 2)

로의 레이스웨이내에 있어서 연소율을 향상시키기 위해 입자의 강도 또는 입경의 어느 쪽인가 한쪽을 제어하는 것만으로는 레이스웨이내에 도달할 수 없거나, 레이스웨이에 도달할 수 있어도 열풍 속을 비상 중에 분열ㆍ붕괴하여 연소율이 저하하는 것이 판명되었다. 즉 괴성화물의 강도 및 입경의 양쪽을 강도에 관해서는 로불어넣음시에 로의 레이스웨이내의 소정 영역에 도달 가능한 강도로 제어하고, 그리고 입경에 관해서는 한계속도 이상의 속도가 가능한 입경으로 제어함으로써 괴성화물의 레이스웨이내에 있어서의 연소율을 향상시킬 수 있는 것을 지견했다.

또한 조제된 원료의 갈아 으깸 및 압축압출공정을 포함하는 링다이식 제립기에 의하여 상기한 바와 같이 소정의 범위내의 강도 및 입경으로 제어한, 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물을 제조하면 성형된 괴성화물은 종이 등의 용융하지 않는 성분은 압밀(壓密)되어 중심부를 형성해서 용융하는 성분이 표면에 용융고화된 상태가 되고, 그 결과 괴성화물을 고로송풍구에 불어넣으면 탱크, 배관에서 막히는 원인으로 되는 플랩상 이물을 발생시키지 않고 레이스웨이의 소정 영역에 도달시키며, 또한 효과적으로 연소시킬 수 있는 것을 지견했다.

최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물 및 그 제조방법의 하나의 형태를 상세히 설명한다.

이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물은 그 강도 및 입경이 로불어넣음시에 로의 레이스웨이내의 소정 영역에 도달 가능한강도 및 한계유속 이상의 속도가 가능한 입경으로 제어된, 합성수지재를 포함하는표면이 용융고화한 괴성화물이다.

즉 이 최량의 형태 2의 괴성화물에 있어서는, 입자의 강도와 입경이 중요한 요소이며, 입자의 강도 및 입경을 소정의 범위내의 값으로 제어하는 것이 중요하다. 입자의 강도는 단순히 반송 중의 강도만이 아니고 후술하는 바와 같이 레이스웨이내에 있어서 붕괴하지 않는 강도가 필요하다. 또한 로로 불어넣는 입자의 유속은 입자의 형상에 따라서 영향을 받는다. 따라서 입자의 형상을, 한계유속을 주는 형상으로 한다.

종래의 괴성화물에 있어서, 입자의 강도와 입경을 제어하는 것은 곤란했다. 그러나 조제된 원료의 갈아 으깸 및 압축압출공정을 실시하는, 복수개의 관통구멍을 구비한 링상 다이 및 링상 다이의 내측에 배치된 롤러를 포함하는 제립기를 사용함으로써 형성되는 괴성화물은 그 입경, 입자강도의 선택자유도가 높고, 또한 융점이 다른 복수재료도 괴성화하는 것이 가능하며, 또한 용융하지 않는 재료(예를 들면 종이 등)도 괴성화할 수 있다.

이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물에 있어서, 로의 레이스웨이내의 소정 영역에 도달 가능한 입자의 강도는 평균강도지수 (δ)≥500인(다만 δ＝Σδiωi, δi: 입자에 수직인 하중을 가했을 때의 하중(kg)과 변위(mm)의 비, ωi: 입자의 중량분률) 압축강도로 제어된다.

괴성화된 입자의 강도, 입경은 로에 있어서의 치환률과 밀접한 관계가 있으며, 소정의 압축강도(즉 눌러 으깸단단함) 이상, 소정의 입경 이상인 때 로에 있어서의 치환률이 높아진다.

도 11에 괴상화도(입경, 강도)와 치환률의 관계를 나타낸다. 도 11에 나타내는 바와 같이 괴상화도(입경, 강도)가 작으면 괴성화물은 플랩상인데, 괴상화도(입경, 강도)가 커짐에 따라서 반용융상태, 용융고화상태로 변화하고 있다. 따라서 괴상화도(입경, 강도)가 커지면 치환률이 높아지는 것을 알 수 있다.

입자의 강도가, 상기한 평균강도지수(kg/mm)가 500 이상으로 나타내어지는 압축강도인 때에는 생산성 좋게 입자를 레이스웨이내에 투입할 수 있으며, 레이스웨이내에 있어서의 입자의 평균적인 체류시간을 길게 하여 연소율을 향상시킬 수 있다. 평균강도지수가 500 미만인 때에는 랜스로부터 불어넣어진 직후의 열풍에 의하여 급속히 가열되고, 입자가 분열, 붕괴 등에 의하여 세립화가 발생하며, 가스흐름에 동반하여 레이스웨이외로 튀어나오는 세립의 비율이 증가하여 연소율이 저하한다.

이 최량의 형태 2에 있어서는, 상기한 범위내로 입자의 강도를 유지할 뿐만 아니라 입경을 소정의 범위내로 제어하는 것이 중요하다. 즉 입경은 한계유속 이상의 속도가 가능한 (3×d²×t/2)^1/3이상의 값(다만 d: 괴성화물의 직경, t: 괴성화물의 길이)으로 제어된다.

입자의 종말속도는 레이스웨이경계의 가스속도보다도 큰 것이 필요하다. 이 조건을 만족하는 입경은 입경의 하한값이 (3×d²×t/2)^1/3로 나타내어지는 값이다.

도 12는 평균강도지수, 괴성화물의 입경, 치환률의 관계를 나타내는 도면이다. 도 12의 종축에 평균강도지수, 횡축에 입경을 각각 나타낸다. 치환률이 90%이상인 영역을 적정조건으로 하여 경계부를 사선으로 둘러싸고 있다. 도 12에 있어서, ●는 이 최량의 형태 2의 괴성화물을 나타내고, ▲는 종래의 괴성화물을 나타낸다. 번호는 공시체를 나타내고, 괄호내는 치환률을 나타낸다. 도 8에서 명백한 바와 같이 공시체 1의 입경의 크기는 약 6. 0mm이지만 평균강도지수가 약 400이고 치환률이 0. 88에 머물러 있으며, 공시체 7, 8은 종래의 용융제립법에 의하여 성형된 괴성화물이고 평균강도지수는 800을 넘지만 입경이 2. 0mm 미만이고 치환률은 0. 5∼0. 7로 뒤떨어져 있다. 따라서 치환률 90% 이상을 얻기 위해서는 괴성화물의 강도, 입경의 크기의 요소의 어느 쪽인가를 만족하는 것만으로는 불충분하며, 괴성화물의 강도, 입경의 크기의 양쪽을 소정의 범위내로 제어하는 것이 필요하다.

이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법에 있어서는, 상기한 바와 같이 조제된 원료의 갈아 으깸 및 압축압출공정을 실시하는, 복수개의 관통구멍을 구비한 링상 다이 및 링상 다이의 내측에 배치된 롤러를 포함하는 제립기를 사용하여 입자의 강도 및 입경을 상기한 범위내로 제어해서 괴성화물을 제조한다. 상기한 제립기에 있어서의 링상 다이의 유효두께를 T, 상기 관통구멍의 직경을 d로 할 때 T/d가 6∼12의 범위내인 것이 필요하다. 상기한 T/d의 범위내에 있어서, 경화제립의 경우에는 T/d가 6∼8의 범위내이다. 또한 반용융고화제립의 경우에는 T/d가 10∼12의 범위내이다.

또한 이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법에 있어서, 상기한 조제된 원료의 수분부착량이 5% 이하이다.

도 13은 T/d, 수분부착량 및 괴상화도의 사이의 관계를 나타내는 도면이다.도 12에 있어서, 종축은 T/d값(즉 링상 다이의 유효두께를 T, 상기 관통구멍의 직경을 d)을 나타낸다. 횡축은 원료의 수분부착량을 나타낸다. 도 13에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이 T/d값이 증대하고, 또한 수분부착량이 감소함에 따라서 괴성화물은 플랩, 반용융(연질제립 Γ: 0. 35 이상), 용융고화(경질제립 Γ: 0. 35 미만)로 추이하고 있다. 또한 Γ는 부피밀도이다.

도 14에 또한 T/d 및 수분부착량의 관계를 상세하게 나타낸다.

도 13에서 명백한 바와 같이 T/d가 12를 넘으면 괴성화물은 제립기내에서 용융하여 이른바 끈끈한 상태가 된다. 한편 T/d가 6 미만에서는 괴성화물은 플랩상태가 된다. T/d가 6∼8의 범위내에서는 괴성화물은 반용융(연질제립)상태가 된다. 이 경우는 수분부착량이 5% 이하인 것이 바람직하다. 또한 T/d가 10∼12의 범위내에서는 괴성화물은 용융고화(경질제립)상태가 된다. 이 경우도 수분부착량이 5% 이하인 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 링상 다이의 유효두께(T), 관통구멍의 직경(d) 및 원료의 수분부착량을 제어함으로써 괴성화물의 상태를 자유롭게 선택할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한 이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법에 있어서, 조제된 원료의 크기는 원료의 입도를 D로 할 때 관통구멍의 직경(d)과의 비(D/d)가 1. 2∼3. 0의 범위내이다.

도 15는 D/d와 괴상화도의 관계를 나타내는 도면이다. 도 15에 나타내는 바와 같이 D/d가 커짐에 따라서 괴상화도가 플랩, 반용융(연질제립), 용융고화(경질제립)로 변화한다. 괴성화물의 상태를 반용융(연질제립) 또는 용융고화(경질제립)로 하기 위해서는 D/d를 1. 2∼3. 0의 범위내로 제어하면 좋다. D/d가 1. 2 미만에서는 플랩상태가 되어 바람직하지 않다. 한편 D/d가 3. 0을 넘으면 저항이 커져서 실용적이지 않게 된다.

상기한 바와 같이 원료의 크기가 상대적으로 커지면 괴성화물의 상태는 바람직한 반용융(연질제립), 용융고화(경질제립)가 되는 것을 알 수 있다.

또한 이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법에 있어서, 상기한 조제에 있어서 원료를 건조하여 원료의 수분부착량을 5% 이하로 조정하는 공정을 추가로 구비하고 있어도 좋다. 건조는 가열, 기류건조에 의한다.

도 16에 수분부착량과 제립강도의 관계를 나타낸다. 도 16에 나타내는 바와 같이 T/d값을 소정의 범위내로 제어하고, 수분부착량을 5% 이하로 함으로써 제립강도를 높일 수 있다.

또한 이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법에 있어서, 조제된 원료의 갈아 으깸 및 압축압출공정을 실시하는 복수개의 관통구멍을 구비한 링상 다이 및 링상 다이의 내측에 배치된 롤러를 포함하는 제립기에 의하여 제립된 괴성화물의 상기 제립기의 출구에 있어서의 온도가 100℃ 이상이다. 제립하는 다이의 온도를 관리함으로써 괴성화물의 용융, 제립 정도를 제어할 수 있다.

도 17에 본 발명에 있어서의 압출성형기의 단면의 개요를 나타낸다. 본 발명의 제립기에는 복수개의 다이스구멍(4)을 구비한 링상 다이(1) 및 링상 다이(1)의 내측에 배치된 롤러(2a, 2b)가 구비되어 있다. 링상 다이(1) 및 롤러(2a, 2b)는 각각 회전하고, 링상 다이 속에 반입된 원료(X)는 링상 다이(1) 및 롤러(2a, 2b)에 의하여 갈아 으깨어져서 압축압출에 의하여 복수개의 다이스구멍(4)을 지나서 링상 다이(1)의 외측으로 압출되고, 링상 다이(1)의 외측의 소정 위치에 배치된 커터(3)에 의하여 소정의 길이로 절단되어 괴성화물(a)이 제조된다.

도 18 및 도 19에 커터, 다이의 두께, 다이의 구멍의 직경, 괴성화물의 길이의 관계의 하나의 예를 나타낸다. 도 18에 나타내는 다이는 구멍의 직경이 다이의 내측으로부터 외측까지 동일한 크기의 경우를 나타낸다. 도 18, 도 19에 있어서, 상측이 다이의 외측, 하측이 다이의 내측을 각각 나타낸다. 도 18에 있어서, 다이(1)는 두께(a)를 갖고 있으며, 직경(b)의 크기의 복수개의 구멍을 갖고 있다. 다이(1)의 외측에 소정의 간격(c)을 두고 커터(3)가 설치되어 있다. 이 경우의 괴성화물(제립물)의 길이는 “c”이다. 도 19에 나타내는 다이는 다이혈좌(穴座)글리부(릴리프)를 구비한 경우를 나타낸다. 도 19에 있어서, 다이(1)는 두께(a)를 갖고 있으며, 그리고 다이의 복수개의 구멍은 다이의 내측으로부터 소정의 길이에 있어서 직경(b)이며, 남은 부분, 즉 릴리프(18)에 있어서 직경(d)이다. 다이(1)의 외측에 소정의 간격을 두고 커터(3)가 설치되어 있다. 이 경우의 괴성화물(제립물)의 길이는 “e”이다.

또한 이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법에 있어서, 상기한 괴성화물을 급속냉각하는 공정을 추가로 포함하고있어도 좋다. 급속냉각은 제립 후 예를 들면 펠릿쿨러에 의하여 괴성화물을 40℃ 이하의 온도까지 냉각한다. 급속냉각의 목적은 제립시의 상태에서 괴성화물을 고화하는 것에 있다.

이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법에 있어서, 상기하는 합성수지재는 종이함유필름상 플래스틱을 함유해도 좋다.

본 발명의 합성수지를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법에 있어서, 제조되는 괴성화물은 일부가 제립 중의 갈아 으깸, 압축압출의 공정에 있어서의 마찰열에 의하여 반용융하고, 제립 후에 고화되기 때문에 입자의 강도를 높여서 붕괴하기 어려워진다. 남은 부분은 제립 중의 갈아 으깸, 압축압출의 공정에 있어서 압밀되어 입자의 부피밀도를 향상시킨다. 상기한 반용융하는 부분은 다른 복수의 성분으로 이루어져 있어도 좋다.

최량의 형태 2에 따라서 소정의 배합으로 조제된 원료를, 갈아 으깸 및 압축압출공정을 포함하는 다공다이스식 압출성형기로 괴성화물을 제조하면, 괴성화물은 압밀되어 부피밀도가 높은 중심부재와 중심부재를 덮는 용융고화해 있는 표면부재로 이루어지고, 예를 들면 알맹이가 압축성형되어 표면이 용융고화해 있는 원주상의 입자로 성형된다. 그 결과 강도 및 입경이 소정의 범위내로 제어된 괴성화물을 고로송풍구에 불어넣으면 탱크, 배관에서 막히는 원인으로 되는 플랩상 이물을 발생시키는 일 없이 레이스웨이내의 소정 영역에 도달하여 우수한 연소율을 나타낸다.

상기한 바와 같이 괴성화물의 표면을 용융고화시키는 중요한 이유의 하나로, 괴성화물의 강도를 상승시킴으로써 괴성화물의 연소효율을 향상시키는 것이 있다. 즉 괴성화물의 표면이 용융고화하면 괴성화물의 강도가 상승한다. 괴성화물의 강도가 낮을 때는 기송(반송) 중에 괴성화물이 붕괴하여 레이스웨이 속에 붕괴한 작은 형상인 채 보내어지기 때문에 레이스웨이 속에 체류하는 시간이 매우 적어서 연소효율이 나빠져 버린다.

더욱 상세히 서술하면, 송풍구로부터 불어넣어진 입경이 큰 합성수지재는 연소하면서 선회상태에서 레이스웨이에 장시간 체류하고, 어느 정도 작아지기까지 그 선회상태를 유지하면서 레이스웨이에 체류한다. 그 후 입경이 어느 정도 작아지면 레이스웨이로부터 비산해간다. 한편 입경이 작은 합성수지재는 송풍구로부터 불어넣어지면 레이스웨이에 체류하는 일 없이 즉시 비산해 버린다.

일반적으로 중력장 또는 원심력장으로 유체 속에 운동하는 입자에 작용하는 저항력이 입자의 추진력과 어울렸을 때의 입자속도가 이른바 종말속도이다. 송풍구로부터 불어넣어진 합성수지재의 레이스웨이내에서의 종말속도가, 이 레이스웨이내로부터 배출되는 가스의 유속보다도 충분히 큰 동안은, 이 합성수지재는 레이스웨이로부터 튀어나올 수 없으며, 이 사이 레이스웨이내를 순환ㆍ체류하기 때문에 충분히 연소할 수 있어서 합성수지재의 연소효율이 높아진다. 상기한 바와 같이 본 발명의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물은 고로에 불어넣어졌을 때 강도가 높은 것에 기인하여, 그 연소효율이 높은 것을 알 수 있다.

플래스틱 등의 합성수지재를 배합하여 원료를 조제하고, 이와 같이 조제된원료를 괴성화물로 제조할 때에 이용하는 다공다이스식 압출성형기는 갈아 으깸 및 압축압출공정을 포함하는 것이면 좋다. 예를 들면 원주상에 다수의 구멍이 뚫린 원통형의 다이링과, 그리고 원통형의 다이링과의 사이의 마찰로 회전하는 복수의 롤로 이루어져 있으며, 상기한 원료를 원통형의 다이링과 복수의 롤의 사이에서 갈아 으깸, 원통형의 다이링의 구멍으로부터 연속적으로 압축압출되는 것이면 좋다. 상기한 갈아 으깸, 압축압출의 공정의 사이에 압밀되어 부피밀도가 높은 중심부재와 중심부재를 덮는 용융고화해 있는 표면부재로 이루어지는 괴성화물이 제조된다. 또한 괴성화물의 제조시에는 연속적으로 압축압출된 것은 소정의 길이로 절단된다.

이 최량의 형태 2의 합성수지재는 종이함유필름상 플래스틱을 함유하는 것이어도 좋다. 즉 반송성이나 유동성이 매우 나쁘고, 연료로서 이용할 때의 취급에 큰 문제가 있는 필름상 플래스틱만이 아니고 종이, 골판지 등을 함유해도 좋다.

이 최량의 형태 2에 있어서는, 괴성화물의 표면이 용융고화해 있는 것이 필요하다. 즉 괴성화물은 압밀되어 부피밀도가 높은 중심부재와 상기한 중심부재를 덮는 용융고화해 있는 표면부재로 이루어져 있는 것이 중요하다.

이 최량의 형태 2의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물은 로, 특히 고로송풍구로의 불어넣음에 적합해 있다. 특히 본 발명의 표면이 용융고화한 괴성화물은 기송시에 괴성화물이 붕괴하는 일이 없으며, 또 열효율에도 뛰어나 있다.

상기한 바와 같이 이 최량의 형태 2의 방법에 따르면, 강도 및 입경이 소정의 범위내로 제어된, 압밀되어 부피밀도가 높은 중심부재와 중심부재를 덮는 용융고화해 있는 표면부재로 이루어지는 괴성화물이 제조되고, 고로 등에 불어넣어지기 때문에 탱크, 배관에서 막히는 원인으로 되는 플랩상 이물이 발생하는 일이 없고, 레이스웨이내의 소정 영역에 도달하여 우수한 연소율을 나타낸다.

[실시예 1]

우선 본 발명의 괴성화물과 종래의 용융제립법에 의한 괴성화물을 비교했다. 종래의 용융제립법, 즉 합성수지류를 고속회전하는 회전날로 재단 또는 파쇄하는 동시에, 재단 또는 파쇄에 의한 마찰열에 의하여 합성수지재를 반용융화시키고, 이 반용융화한 합성수지재를 다시 급랭함으로써 수축고화시키며, 상기한 수축고화와 동시에 회전날에 의해서 분쇄처리하는 방법에 의하여 얻어진 괴성화물을 고로송풍구로부터 불어넣은 바, 괴성화물의 강도가 작기 때문에 레이스웨이내에 체류하는 시간이 매우 짧아서 연소효율이 나빴다. 이에 대하여 본 발명의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물은 강도 및 입경이 소정의 범위내로 제어되어 있기 때문에 레이스웨이의 소정 영역내에 도달하고, 레이스웨이내에 장시간 체류해서 열효율이 좋았다.

다음으로 다공다이스식 압출성형기에 의하여 제조한 본 발명의 괴성화물과 본 발명의 범위외의 괴성화물을 비교했다. 즉 다이의 유효두께(T): 60mm, 다이의 구멍직경(d): Ø6mm의 다공다이스식 압출성형기를 사용하여 조정된 원료의 입도(D): 10∼15mm로부터 괴성화물을 조제했다. 제립기출구온도는 110℃이었다. 그 때의 괴성화물의 평균강도지수는 500, 괴성화물의 크기는 Ø6×10mm이었다. 비교를 위해 다이의 유효두께(T): 70mm, 다이의 구멍직경(d): 6mm의 다공다이스식 압출성형기를 사용하여 조정된 원료의 입도(D): 10∼15mm로부터 괴성화물을 조제했다. 그 때의 괴성화물의 평균강도지수는 420, 입경은 6mm이었다.

이와 같이 제조한 괴성화물을 기송공급설비를 거쳐서 조업 중의 고로송풍구로부터 불어넣어서 설비내의 막힘 등의 트러블의 발생상황을 조사했다.

(a) 즉 저류사일로에 장입된 상기한 괴성화물을 사일로로부터 정량적으로 잘라내고, 이것을 기송공급설비까지 이송하며, 기송공급설비로부터 하기 조건으로 고로송풍구부에 괴성화물을 기송하여 로내에 불어넣었다.

기송가스: 공기

기송가스불어넣음량: 1200Nm³/hr

괴성화물의 불어넣음량: 62. 5kg/min

고체기체비: 2. 4kg/kg

(b) 이 때의 고로조업조건은 다음과 같았다.

출선량: 9000t/일

송풍량: 7260Nm³/hr

산소부화율: 4%

코크스비: 447kg/t.pig

미분탄불어넣음량: 100kg/t.pig

괴성화물의 불어넣음량: 10kg/t.pig

상기한 괴성화물의 로내불어넣음을 2일간 실시했다.

그 결과 본 발명의 범위내의 괴성화물은 90% 이상의 높은 연소율을 나타냈다. 이에 대하여 본 발명의 범위외의 괴성화물은 강도 또는 입경이 본 발명의 범위외인 것에 기인해서 연소율이 50∼88%이며, 막힘이 발생했다. 또한 상기한 본 발명의 범위내의 괴성화물에 있어서는, 고로의 조업 자체에도 전혀 지장은 발생하지 않았다.

[실시예 2]

다공다이스식 압출성형기에 의하여 제조한, 본 발명의 하기의 괴성화물을 사용한 이외는 실시예 1과 똑같이 하여 종래의 괴성화물과 함께 기송공급설비를 거쳐서 조업 중인 고로송풍구로부터 불어넣어서 설비내의 막힘 등의 트러블의 발생상황을 조사했다. 즉 다이의 유효두께(T): 70mm, 다이의 구멍직경(d): Ø6mm의 링상 다이식 제립기를 사용하여 조정된 원료의 입도(D): 10∼15mm로부터 괴성화물을 조제했다. 제립기출구온도는 110℃이었다. 그 때의 괴성화물의 평균강도지수는 600, 괴성화물의 크기는 Ø6×10mm이었다.

그 결과 본 발명의 범위내의 괴성화물은 90% 이상의 높은 연소율을 나타냈다. 이에 대하여 본 발명의 범위외의 괴성화물은 강도 또는 입경이 본 발명의 범위외인 것에 기인하여 연소율이 50∼88%이며, 막힘이 발생했다. 또한 상기한 본 발명의 범위내의 괴성화물에 있어서는, 고로의 조업 자체에도 전혀 지장은 발생하지 않았다.

(최량의 형태 3)

50∼300℃의 범위내에서 다른 융점을 갖는 복수의 성분으로 이루어지는 플래스틱 등의 합성수지재가 10% 이상 함유되도록 종이 등의 용융하지 않는 성분을 포함하는 원료를 조제하고, 이와 같이 조제된 원료를, 갈아 으깸 및 압축압출공정을 포함하는 다공다이스식 압출성형기에 의하여 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물을 제조하면, 괴성화물은, 종이 등의 용융하지 않는 성분은 압밀되어 중심부를 형성하고, 용융하는 성분이 표면에 용융고화된 상태가 되며, 그 결과 입상물을 고로송풍구에 불어넣으면 탱크, 배관에서 막히는 원인으로 되는 플랩상 이물을 발생시키지 않는 것을 지견했다.

최량의 형태 3의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물, 그 제조방법 및 괴성화물의 로로의 불어넣음방법의 하나의 형태를 상세하게 설명한다.

도 20에 최량의 형태 3의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법의 개요를 나타낸다. 이 최량의 형태 3의 합성수지를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물의 제조방법에 있어서, 제조되는 괴성화물은 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(예를 들면 폴리에틸렌필름)(이하 「A」라 한다) 및 그 밖의 비용융성분(예를 들면 종이)(이하 「B」라 한다)으로 이루어져 있다. A는 제립 중의 갈아 으깸, 압축압출의 공정에 있어서의 마찰열에 의하여 반용융하고, 제립 후에 고화되기 때문에 입자의 강도를 높여서 붕괴하기 어려워진다. B는 상기한 제립 중의 갈아 으깸, 압축압출의 공정에 있어서 압밀되어 입자의 부피밀도를 향상시킨다. 그 결과 불어넣음량이 증대한다. 또한 A는 융점이 50∼300℃의 범위내에서 다른 복수의 성분으로 이루어져 있어도 좋다. 또한 바람직하게는 상기한 성분의 융점은 100∼280℃의 범위내이다. 융점이 100∼280℃의 범위내일 때 입자의 강도가 충분히 높아져서 붕괴하기 어려워진다.

최량의 형태 3에 있어서는, 50∼300℃의 범위내의 융점을 갖는 성분이 10% 이상 함유되도록 플래스틱 등의 합성수지재를 배합한다. 그 이유는 이와 같이 배합한 것을, 갈아 으깸 및 압축압출공정을 포함하는 링다이식 제립기로 괴성화물을 제조하면, 괴성화물은 압밀되어 부피밀도가 높은 중심부재와 중심부재를 덮는 용융고화해 있는 표면부재로 이루어지고, 예를 들면 알맹이가 압출성형되어 표면이 용융고화해 있는 원주상의 입자로 성형되고, 그 결과 성형입자를 고로송풍구에 불어넣으면 탱크, 배관에서 막히는 원인으로 되는 플랩상 이물을 발생시키지 않기 때문이다. 본 발명에 있어서, 상기한 50∼300℃의 범위내의 융점을 갖는 성분은 바람직하게는 50% 이상 함유되어 있다.

50∼300℃의 범위내의 융점을 갖는 성분이 10% 미만인 경우에는 표면의 용융고화가 불충분하게 되고, 성형된 입자가 붕괴하여 탱크, 배관에서 막히는 원인으로 되는 플랩상 이물이 발생해 버린다.

괴성화물의 표면을 용융고화시키는 중요한 이유의 하나로, 괴성화물의 강도를 상승시킴으로써 괴성화물의 연소효율을 향상시키는 것이 있다. 즉 괴성화물의 표면이 용융고화하면 괴성화물의 강도가 상승한다. 괴성화물의 강도가 작은 때는 기송(반송) 중에 괴성화물이 붕괴하여 레이스웨이 속에 붕괴한 작은 형상인 채 보내어지기 때문에 레이스웨이 속에 체류하는 시간이 매우 적어서 연소효율이 나빠져 버린다.

더욱 상세히 서술하면, 송풍구로부터 불어넣어진 입경이 큰 합성수지재는 연소하면서 선회상태로 레이스웨이에 장시간 체류하고, 어느 정도 작아지기까지 그 선회상태를 유지하면서 레이스웨이에 체류한다. 그 후 입경이 어느 정도 작아지면 레이스웨이로부터 비산해 간다. 한편 입경이 작은 합성수지재는 송풍구로부터 불어넣어지면 레이스웨이에 체류하는 일 없이 즉시 비산해 버린다.

일반적으로 중력장 또는 원심력장으로 유체 속을 운동하는 입자에 작용하는 저항력이 입자의 추진력과 어울렸을 때의 입자속도가 이른바 종말속도이다. 송풍구로부터 불어넣어진 합성수지재의 레이스웨이내에서의 종말속도가, 이 레이스웨이내로부터 배출되는 가스의 유속보다도 충분히 큰 동안은, 이 합성수지재는 레이스웨이로부터 튀어나올 수 없고, 이 사이 레이스웨이내를 순환ㆍ체류하기 때문에 충분히 연소할 수 있어서 합성수지재의 연소효율이 높아진다. 상기한 바와 같이 본 발명의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물은 고로에 불어넣어졌을 때 강도가 높은 것에 기인하여, 그 연소효율이 높은 것을 알 수 있다.

플래스틱 등의 합성수지재를 배합하여 원료를 조제하고, 이와 같이 조제된 원료를 괴성화물로 제조할 때에 이용하는 다공다이스식 압출성형기는 갈아 으깸 및 압축압출공정을 포함하는 것이면 좋다. 예를 들면 원주상에 다수의 구멍이 뚫린 원통형의 다이링과, 그리고 원통형의 다이링의 사이의 마찰로 회전하는 복수의 롤로 이루어져 있으며, 상기한 원료를 원통형의 다이링과 복수의 롤의 사이에서 갈아 으깸, 원통형의 다이링의 구멍으로부터 연속적으로 압축압출되는 것이면 좋다. 상기한 갈아 으깸, 압축압출의 공정의 사이에 압밀되어 부피밀도가 높은 중심부재와 중심부재를 덮는 용융고화해 있는 표면부재로 이루어지는 괴성화물이 제조된다.또한 괴성화물의 제조시에는 연속적으로 압축압출된 것은 소정의 길이로 절단된다. 소정의 길이는 40mm 이하이며, 바람직하게는 15mm 이하이다.

이 최량의 형태 3의 합성수지재는 종이함유필름상 플래스틱을 함유하는 것이어도 좋다. 즉 반송성이나 유동성이 매우 나쁘고, 연료로서 이용할 때의 취급에 큰 문제가 있는 필름상 플래스틱만이 아니고 종이, 골판지 등을 함유해도 좋다.

이 최량의 형태 3에 있어서는, 성형입자(괴성화물)의 표면이 용융고화해 있는 것이 필요하다. 즉 성형입자는 압밀되어 부피밀도가 높은 중심부재와 상기 중심부재를 덮는 용융고화해 있는 표면부재로 이루어져 있는 것이 중요하다.

상기한 중심부재의 평균부피밀도는 바람직하게는 0. 25g/cm³이상이다. 또한 용융고화해 있는 표면부재의 두께는 바람직하게는 1mm 이상이다.

이 최량의 형태 3에 있어서는, 성형입자의 입경은 40mm 이하, 바람직하게는 5∼10mm이다.

이 최량의 형태 3의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물은 로, 특히 고로송풍구로의 불어넣음에 적합해 있다. 특히 본 발명의 표면이 용융고화한 괴성화물은 기송시에 괴성화물이 붕괴하는 일이 없으며, 또 열효율에도 뛰어나 있다.

상기한 바와 같이 이 최량의 형태 3의 방법에 따르면, 압밀되어 부피밀도가 높은 중심부재와 중심부재를 덮는 용융고화해 있는 표면부재로 이루어지는 성형입자가 제조되고, 고로 등에 불어넣어지기 때문에 탱크, 배관에서 막히는 원인으로되는 플랩상 이물이 발생하지 않는다.

도 21에 이 최량의 형태 3의 괴성화물의 확대도를 나타낸다. 괴성화물(106)은 원주형상으로 이루어져 있으며, 중심부에 종이 또는 고융점플래스틱 등(110)이 압밀된 상태로 위치하고, 그 일부(110)가 괴성화물의 표면에 노출해 있다. 용융고화한 표면부재(109)의 두께(111)는 1mm 이상이다. 용융고화한 표면부재가 괴성화물의 표면적의 10% 이상, 바람직하게는 50% 이상이다.

이 최량의 형태 3의 방법을 비교예와 비교하면서 설명한다.

우선 이 최량의 형태 3의 괴성화물과 종래의 용융제립법에 의한 괴성화물을 비교했다. 종래의 용융제립법, 즉 합성수지류를 고속회전하는 회전날로 재단 또는 파쇄하는 동시에, 재단 또는 파쇄에 의한 마찰열에 의하여 합성수지재를 반용융화시키고, 이 반용융화한 합성수지재를 다시 급랭함으로써 수축고화시키며, 상기한 수축고화와 동시에 회전날에 의해서 분쇄처리하는 방법에 의하여 얻어진 괴성화물을 고로송풍구로부터 불어넣은 바, 괴성화물의 강도가 작기 때문에 레이스웨이내에 체류하는 시간이 매우 짧아서 연소효율이 나빴다. 이에 대하여 본 발명의 합성수지재를 포함하는 표면이 용융고화한 괴성화물은 강도가 높기 때문에 레이스웨이내에 장시간 체류하여 열효율이 좋았다.

다음으로 다공다이스식 압출성형기에 의하여 제조한 본 발명의 괴성화물과 본 발명의 범위외의 괴성화물을 비교했다. 즉 표 3에 나타내는 바와 같이 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)(곤포용 폴리에틸렌필름파쇄부스러기) 및 그 밖의 비용융성분(B)(골판지부스러기)의 혼합비율을 ① 0/100, ② 3/97, ③ 8/92, ④10/90, ⑤ 15/85, ⑥ 50/50, ⑦ 95/5, ⑧ 100/0로 변화시켜서 배합하여 원료를 조제했다.

이어서 이와 같이 조제된 원료를 사용하여 갈아 으깸 및 압축압출공정을 포함하는 다공다이스식 압출성형기에 의하여 성형입자(괴성화물)를 제조했다. 그 때의 성형온도는 100℃이었다. 제조된 성형입자의 입자강도(⑧의 입자강도를 100으로 했을 때의 강도를 나타냈다), 부피밀도(T/m³)를 조사하고, 그 결과를 표 2에 합쳐서 나타냈다. 성형입자(괴성화물)의 입경은 6mm, 길이는 10mm이었다. 또한 용융고화한 표면부재의 두께는 각각 ①: 0mm, ②: 0. 1mm, ③: 0. 5mm, ④: 1. 0mm, ⑤: 1. 5mm, ⑥: 2. 0mm, ⑦: 2. 3mm, ⑧: 3. 0mm이었다.

이와 같이 제조한 성형입자를 기송공급설비를 거쳐서 조업 중의 고로송풍구로부터 불어넣어서 설비내의 막힘 등의 트러블의 발생상황을 조사했다.

(a) 즉 저류사일로에 장입된 상기한 성형입자를 사일로로부터 정량적으로 잘라내고, 이것을 기송공급설비까지 이송하며, 기송공급설비로부터 하기 조건으로 고로송풍구부에 성형입자를 기송하고, 로내에 불어넣었다.

기송가스: 공기

기송가스불어넣음량: 1200Nm³/hr

성형입자의 불어넣음량: 62. 5kg/min

고체기체비: 2. 4kg/kg

(b) 이 때의 고로조업조건은 다음과 같았다.

출선량: 9000t/일

송풍량: 7260Nm³/hr

산소부화율: 4%

송풍온도: 1200℃

코크스비: 447kg/t.pig

미분탄불어넣음량: 100kg/t.pig

성형입자의 불어넣음량: 10kg/t.pig

상기한 성형입자의 로내불어넣음을 2일간 실시했다.

그 결과 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)(곤포용 폴리에틸렌필름파쇄부스러기)을 포함하지 않는 ①의 성형입자를 사용했을 때는, 부피밀도는 0. 79로 높지만 입자강도가 25로 낮고, 1시간 동안에 1회 이상 막힘이 발생했다. 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)(곤포용 폴리에틸렌필름파쇄부스러기)을 3%함유하는 ②의 성형입자를 사용했을 때에 있어서도 입자강도는 35로 낮고, 6시간 동안에 1회 이상의 막힘이 발생했다. 또한 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)(곤포용 폴리에틸렌필름파쇄부스러기)을 8% 함유하는 ③의 성형입자를 사용했을 때에 있어서도 입자강도는 60으로 낮고, 12시간 동안에 1회 이상의 막힘이 발생했다. 상기한 ①∼③의 성형입자에 있어서는, 용융고화한 표면부재의 두께가 1mm 미만이었다.

이에 대하여 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)(곤포용 폴리에틸렌필름파쇄부스러기)을 본 발명의 범위의 하한값인 10% 함유하는 ④를 사용했을 때에는 입자강도가 75로 비교적 강해지고, 막힘은 12시간 동안에 1회 이하로 낮아졌다. 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)(곤포용 폴리에틸렌필름파쇄부스러기)을 15% 함유하는 ⑤를 사용했을 때에는 입자강도가 80으로 강해지고, 막힘은 1일 동안 1회 이하로 낮아졌다. 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)(곤포용 폴리에틸렌필름파쇄부스러기)을 50% 함유하는 ⑥을 사용했을 때에는 입자강도는 90으로 강해지고, 막힘은 2일간 동안에 1회 이하로 매우 적었다. 또 고로의 조업 자체에도 전혀 지장은 발생하지 않았다. 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)(곤포용 폴리에틸렌필름파쇄부스러기)을 95% 함유하는 ⑦을 사용했을 때에는 입자강도는 98로 더욱 강해지고, 막힘은 2일간 동안에 1회 이하로 매우 적었다. 또 고로의 조업 자체에도 전혀 지장은 발생하지 않았다. 또한 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)(곤포용 폴리에틸렌필름파쇄부스러기)을 100% 함유하는 ⑧을 사용했을 때에는 입자강도는 100이며, 막힘은 2일간 동안에 1회 이하로 매우 적었다.

또한 부피밀도는 0. 30, 0. 33의 경우에 있어서도 융점에 관한 조건을 만족하는 한 막힘을 발생하는 횟수는 매우 적었다.

상기한 바로부터 명백한 바와 같이 막힘이 발생하는 빈도는 융점이 50∼300℃의 범위내에 있는 성분(A)의 함유량에 따라서 크게 영향을 받는다.

표 3

Claims

플래스틱성형체를 기원으로 하는 고형상 플래스틱(A)과, 플래스틱비성형체를 기원으로 하는 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)을 포함하는 폐플래스틱을 준비하는 공정;

적어도 하나의 플래스틱(B)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키고, 고형상 플래스틱(A)의 적어도 일부를 반용융 또는 용융시키는 일 없이 고형인 채 잔존시키도록 해당 폐플래스틱을 압축ㆍ압궤, 압출성형으로 이루어지는 제립을 실시하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

해당 괴성화물은 로로의 불어넣음원료인 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법
제 1 항에 있어서,

해당 괴성화물이 코크스로로의 장입원료인 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

고형상 플래스틱(A)과, 플래스틱비성형체를 기원으로 하는 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)의 합계 (A)＋(B)에 대한 고형상 플래스틱(A)의 비율 (A)/{(A)＋(B)}가 중량비로 0. 1∼0. 7인 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

고형상 플래스틱(A)과, 플래스틱비성형체를 기원으로 하는 박육상 플래스틱과 발포성 플래스틱으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플래스틱(B)의 합계 (A)＋(B)에 대한 고형상 플래스틱(A)의 비율 (A)/{(A)＋(B)}가 중량비로 0. 2∼0. 6인 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

제립을 실시하는 공정보다 전에 고형상 플래스틱(A)과 적어도 하나의 플래스틱(B)을 포함하는 폐플래스틱을 혼합하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

해당 제립을 실시하는 공정이 혼합, 압축ㆍ압궤, 압출성형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

해당 제립을 실시하는 공정이,

복수의 다이스구멍이 관통설치된 링상 다이와, 해당 링상 다이의 내측에 링상 다이내주면과 접하도록 배치되는 적어도 하나의 전동롤러로 이루어지는 플래스틱압출성형장치에 폐플래스틱을 공급하는 공정과;

해당 폐플래스틱을 해당 전동롤러에 의해 전동롤러와 링상 다이내주면의 사이에서 압축ㆍ압궤하고, 링상 다이의 다이스구멍내에 밀어넣어서 다이스구멍을 통하여 압출성형하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

해당 제립을 실시하는 공정이 다이스구멍을 통하여 링상 다이외면측으로 압출된 플래스틱성형물을 절단 또는 링상 다이외면측으로부터 긁어 떨어뜨림으로써 입상 플래스틱성형물을 얻는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
용융고화한 표면과;

로불어넣음시에 로의 레이스웨이내의 소정 영역에 도달 가능한 강도 및 한계유속 이상의 속도가 가능한 입경과;

로의 레이스웨이내의 소정 영역에 도달 가능한 상기 강도는 평균강도지수 (δ)≥500을 갖고, 여기에서 δ＝∑δiωi, δi: 입자에 수직인 하중을 가했을 때의 하중(kg)과 변위(mm)의 비, ωi: 입자의 중량분률이고;

한계유속 이상의 속도가 가능한 상기 입경이 (3×d²×t/2)^1/3이상의 값이며, 여기에서 d: 괴성화물의 직경, t: 괴성화물의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 합성수지재를 포함하는 괴성화물.
링상 다이의 유효두께를 T, 관통구멍의 직경을 d로 할 때 T/d가 6∼12의 범위내인 복수개의 관통구멍을 구비한 링상 다이를 준비하는 공정과;

해당 링상 다이와 그 내측에 배치된 롤러로 이루어지는 제립기를 준비하는 공정과;

해당 링상 다이내에 합성수지를 포함하는 원료를 장입하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
제 11 항에 있어서,

원료의 입도를 D의 관통구멍의 직경을 d로 할 때 D/d가 1. 2∼3인 것을 특징으로 하는 괴성화물의 제조방법.
용융고화한 표면과;

상기 합성수지재가 50∼300℃의 범위내의 융점을 갖는 성분을 10% 이상 함유하는 것으로 특징지워지는 것을 특징으로 하는 합성수재재를 포함하는 괴성화물.
제 13 항에 있어서,

상기 합성수지재가 종이함유필름상 플래스틱을 함유하는 것을 특징으로 하는 합성수지재를 포함하는 괴성화물.