KR20030080802A - 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐합성수지를 소정의 열로 용융하여 재활용에 용이하도록 한 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 용융장치는 다수의 모양과 형태 및 무게를 갖는 폐합성수지 원자재를 투입시키는 호퍼와, 상기 원자재를 일정한 크기와 무게의 작은 원자재입자로 분쇄하여 상기 원자재입자의 표면적을 확장시키는 분쇄기와, 분쇄된 상기 작은입자의 원자재를 이송하면서 소정의 압력으로 압축하여 입자간의 마찰계수를 상승시키는 이송 및 압축구동부와, 상기 이송 및 압축구동부에 의해 압축된 상기 원자재입자를 수용하고 융점미만의 예열온도로 가열하는 히터를 갖는 마찰발생하우징과, 상기 마찰발생하우징에 인접하게 설치되며 상기 입자간의 마찰을 유도하여 상기 마찰열에 따른 용융온도로 구동하는 마찰구동부와, 상기 마찰구동부에 의해 용융된 상기 원자재입자들을 원하는 량만큼 조절하여 용융로를 향하여 이송시키는 이송량조절부를 포함한다. 이에 따라, 용융시 폐합성수지의 상호간에 발생되는 크랙킹 타이밍을 일정하게 조절하여 용융로의 점착현상을 방지하기 때문에 용융로에 대한 유지보수의 비용이 발생하지 않고, 수명을 향상시키며, 용융시간을 단축시켜 생산성을 극대화시키는 효과가 있다.

Description

폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치 및 그 방법{melting apparatus for recycle of waste plastics and melting method thereof}

본 발명은 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐합성수지를 소정의 열로 용융하여 재활용에 용이하도록 한 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 용융장치는 콘베이어로 이송된 폐합성수지의 원자재를 분쇄하는 분쇄기와, 상기 분쇄기를 통하여 파쇄된 랜덤한 크기의

그런데, 이와 같은 용융장치는 폐합성수지의 종류에 따라서 각각의 융점이 다르며, 상기 융점을 각각의 폐합성수지별로 알맞게 맞출 수가 없어 용융이 용이하지 못하고, 상호간의 융점이 다름으로 인하여 일정한 타이밍으로 크랙킹(cracking;가열분해)이 되지 않고 폐합성수지의 잔여물이 용융로의 내벽에 점착되어 그 이후의 용융작업을 어렵게 하는 문제점이 있다.

또한, 용융로에 점착된 잔여물로 인하여 작업시간이 점차적으로 길어지고, 생산에 따른 수율이 극히 떨어지는 문제점이 있고, 수율을 극복하기 위하여 용융로의 용량을 크게 제작하는 방법도 있을 수 있지만, 이 또한 용융에 시간이 많이 걸리고, 크랙킹타이밍이 일정하지 않기 때문에 작업성의 향상과 생산성을 높이지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 용융시 폐합성수지의 상호간에 발생되는 크랙킹 타이밍을 일정하게 조절하여 용융로의 점착현상을 방지하고, 용융로에서 신속하게 크랙킹되어 실시간의 용융처리가 가능하도록 한 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치 및 그 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치의 계통을 나타낸 블록도이고,

도 2는 본 발명에 따른 폐합성수지의 재활용을 위한 용융방법을 나타낸 공정흐름도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 ; 호퍼2 ; 이송콘베이어

3 ; 분쇄기5 ; 이송 및 압축구동부

7 ; 마찰발생하우징9 ; 마찰구동부

11 ; 이송량조절부13 ; 용융로

상기 목적은, 본 발명에 따라, 다수의 모양과 형태 및 무게를 갖는 폐합성수지 원자재를 투입시키는 호퍼와, 상기 원자재를 일정한 크기와 무게의 작은 원자재입자로 분쇄하여 상기 원자재입자의 표면적을 확장시키는 분쇄기와, 분쇄된 상기 작은입자의 원자재를 이송하면서 소정의 압력으로 압축하여 입자간의 마찰계수를 상승시키는 이송 및 압축구동부와, 상기 이송 및 압축구동부에 의해 압축된 상기 원자재입자를 수용하고 융점미만의 예열온도로 가열하는 히터를 갖는 마찰발생하우징과, 상기 마찰발생하우징에 인접하게 설치되며 상기 입자간의 마찰을 유도하여 상기 마찰열에 따른 용융온도로 구동하는 마찰구동부와, 상기 마찰구동부에 의해 용융된 상기 원자재입자들을 원하는 량만큼 조절하여 용융로를 향하여 이송시키는 이송량조절부를 포함하는 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치에 의해 달성된다.

상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라, 호퍼를 갖는 폐합성수지의 재활용을 위한 용융방법에 있어서, 다수의 모양과 형태 및 무게를 갖는 폐합성수지 원자재를 상기 호퍼에 투입시키는 단계와, 상기 원자재를 일정한 크기와 무게의 작은 원자재입자로 분쇄하여 상기 원자재입자의 표면적을 확장시키는 단계와, 분쇄된 상기 작은입자의 원자재를 이송하면서 소정의 압력으로 압축하여 입자간의 마찰계수를 상승시키는 단계와, 압축된 상기 원자재입자를 수용하고 융점미만의 예열온도로 가열시키는 단계와, 상기 입자간의 마찰을 유도하여 상기 마찰열에 따른 용융온도로 구동하는 단계와, 용융된 상기 원자재입자들을 원하는 량만큼 조절하여 용융로를 향하여 이송시키는 단계와, 상기 용융로에서 이송된 원자재입자를 실시간으로 용융시켜 크랙킹시키는 단계를 포함하는 폐합성수지의 재활용을 위한 용융방법에 의해 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치 및 그 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치의 계통을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐합성수지의 재활용을 위한 용융방법을 나타낸 공정흐름도이다.

본 용융장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 재활용을 위하여 깨끗이 세척된 폐합성수지의 원자재를 모양과 크기 및 무게에 관계없이 준비하고, 그 폐합성수지의 원자재를 일정한 처리기를 향하도록 모으는 호퍼(1)와, 상기 호퍼(1)로부터 유입된 원자재를 기기의 내부를 향하여 이송시키는 이송콘베이어(2)와, 이송된 상기 원자재의 표면적을 극대화시키기 위하여 상기 원자재를 일정하게 비교적 작은 크기오 무게를 갖도록 한 원자재입자로 분쇄하는 분쇄기(3)를 가지고 있다. 여기서 상기 분쇄기(3)는 상기 폐합성수지 원자재의 형태와 크기에 관계없이 분쇄할 수 있도록 대략 35마력 내지 40마력이상의 모터(미도시)로 구동되며, 일반적인 분쇄에 사용되는 것으로 상기 모터에 의해서 동작되는 분쇄칼날(미도시)을 가지고 있다.

또한, 상기 분쇄기(3)로부터 분쇄된 원자재입자를 이송하면서 원자재입자가 상호 공극을 줄여 상호 마찰계수가 극대화되도록 일정한 압력을 가하는 이송 및 압축구동부(5)와, 상기 이송 및 압축구동부(5)에 의해 이송되고 압축된 원자재입자가 수용되고 입자간의 일정한 마찰력을 유지하며 융점미만의 온도롤 예열시키는 히터(미도시)를 내장하고 있는 마찰발생하우징(7)과, 상기 마찰발생하우징(7)과 인접하게 위치하여 입자간의 마찰을 유도하고 이에 따라 마찰열을 직접적으로 일으켜 용융온도를 형성하도록 하는 마찰구동부(9)와, 상기 마찰구동부(9)에서 원자재입자를용융온도로 유지하면서 기체화현상(크랙킹)을 유도하는 용융로(13)를 향하여 원하는 량만큼 일정하게 이송시키는 이송량조절부(11)를 더 포함하여 가지고 있다.

여기서, 상기 마찰구동부(9)는 마찰력에 의해 원자재입자를 융점이상의 용융상태로 변환시키고, 상기 이송량조절부(11)는 작업량에 따라 그 이송량을 조절할 수 있다. 상기 마찰발생하우징(7)의 히터는 200~240℃의 온도분포를 갖는다.

그리고, 상기 이송 및 압축구동부(5)는 압축판을 가압하여 이송 및 압축하거나, 스크류방식으로 이송과 압축을 동시에 행하는 방식을 사용하며, 25마력이상의 모터를 사용한다. 상기 마찰구동부(9)는 순간적인 마찰열을 유도하기 위하여 40마력이상의 모터를 사용하고, 상기 이송량조절부(11)는 스크류형상의 이송부재와 용융된 원자재를 이송하기 위하여 3마력이상의 모터를 사용한다.

상술한 바와 같은 본 폐합성수지의 재활용을 위한 용융방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 다수의 모양과 형태 및 무게를 갖는 폐합성수지 원자재로부터 이물질을 제거하고, 호퍼(1)를 통하여 용융장치에 투입시킨다(S1). 이와 같이 투입되면 이송콘베이어(2)를 통하여 분쇄기(3)에게로 이송시키고, 상기 분쇄기(3)에서는 상기 원자재를 일정한 크기와 무게의 작은 원자재입자로 분쇄하여 상기 원자재입자의 표면적을 확장시킨다(S2).

이와 같이 원자재입자로 분쇄되면 상기 작은입자의 원자재를 이송 및 압축구동부(5)에서 마찰발생하우징(7)을 향하여 이송하면서 동시에 공극율이 최소가 되도록 소정의 압력으로 압축하여 입자간의 마찰계수를 상승시키고(S3), 그러면 상기 마찰발생하우징(7)은 강력하게 압축된 원자재입자를 수용하고 있으며, 거의 연속적으로 하우징(7) 내에 설치된 히터(미도시)를 통하여 융점미만의 예열온도로 가열한다(S4). 여기서 상기 가열은 200~240℃의 온도분포로 이루어진다.

예열된 원자재입자를 1차적인 전처리과정으로 용융하기 위하여 마찰구동부(9)에서 상기 압축된 상기 원자재입자들 간에 마찰이 발생하도록 회전구동하면 순간적으로 마찰열이 발생하고, 이에 따라 상기 원자재입자들이 용융온도로 상승하면서 용융상태를 유지한다(S5). 여기서, 상기 마찰구동부(9)는 상기 이송 및 압축구동부(5)로부터 연속적으로 압축되어 유입되는 예열된 원자재입자를 한 쌍의 마찰회전자(미도시)로 순간적으로 고속회전시켜 마찰열에 의한 용융상태에 이르게 한다. 이의 경우, 서로 다른 성질을 갖는 다수 폐합성수지의 융점특성에 관계없이 동일한 융점포인트를 갖게 한다.

이와 같이 1차적으로 용융된 원자재를 작업자가 원하는 작업량에 따라 실시간으로 크랙킹을 위한 용융로(13)로 이송한다(S6). 상기 용융로(13)에서는 용융된 원자재를 크랙킹온도로 상승시켜 순간적으로 기화시켜 원하는 물질을 얻을 수 있다(S7).

본 발명은 용융시 폐합성수지의 상호간에 발생되는 크랙킹 타이밍을 일정하게 조절하여 용융로의 점착현상을 방지하기 때문에 용융로에 대한 유지보수의 비용이 발생하지 않고, 수명을 향상시키며, 용융시간을 단축시켜 생산성을 극대화시키는 효과가 있다.

또한, 용융로에서 신속하게 크랙킹되어 실시간의 용융처리가 가능하기 때문에 용융로의 용량 한계성을 초월함은 물론 생산성향상과 수율을 극대화시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 다수의 모양과 형태 및 무게를 갖는 폐합성수지 원자재를 투입시키는 호퍼와;

   상기 원자재를 일정한 크기와 무게의 작은 원자재입자로 분쇄하여 상기 원자재입자의 표면적을 확장시키는 분쇄기와;

   분쇄된 상기 작은입자의 원자재를 이송하면서 소정의 압력으로 압축하여 입자간의 마찰계수를 상승시키는 이송 및 압축구동부와;

   상기 이송 및 압축구동부에 의해 압축된 상기 원자재입자를 수용하고 융점미만의 예열온도로 가열하는 히터를 갖는 마찰발생하우징과;

   상기 마찰발생하우징에 인접하게 설치되며 상기 입자간의 마찰을 유도하여 상기 마찰열에 따른 용융온도로 구동하는 마찰구동부와;

   상기 마찰구동부에 의해 용융된 상기 원자재입자들을 원하는 량만큼 조절하여 용융로를 향하여 이송시키는 이송량조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지의 재활용을 위한 용융장치.
2. 호퍼를 갖는 폐합성수지의 재활용을 위한 용융방법에 있어서;

   다수의 모양과 형태 및 무게를 갖는 폐합성수지 원자재를 상기 호퍼에 투입시키는 단계와;

   상기 원자재를 일정한 크기와 무게의 작은 원자재입자로 분쇄하여 상기 원자재입자의 표면적을 확장시키는 단계와;

   분쇄된 상기 작은입자의 원자재를 이송하면서 소정의 압력으로 압축하여 입자간의 마찰계수를 상승시키는 단계와;

   압축된 상기 원자재입자를 수용하고 융점미만의 예열온도로 가열시키는 단계와;

   상기 입자간의 마찰을 유도하여 상기 마찰열에 따른 용융온도로 구동하는 단계와;

   용융된 상기 원자재입자들을 원하는 량만큼 조절하여 용융로를 향하여 이송시키는 단계와;

   상기 용융로에서 이송된 원자재입자를 실시간으로 용융시켜 크랙킹시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지의 재활용을 위한 용융방법.