KR20050037334A - 폐 플라스틱 압출 성형장치 및 이를 이용한 폐 플라스틱압출 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 플라스틱 압출 성형장치 및 이를 이용한 폐 플라스틱 압출 성형방법에 관한 것으로서, 폐 플라스틱을 펠릿화 하는 압출 성형장치에 있어, 재활용을 위한 폐 플라스틱을 선별, 압출에 필요한 크기의 분쇄조건을 갖도록 하고, 압출다이의 압출공 부분은 폐 플라스틱 분쇄물이 가압되는 압착력으로서 변형시켜 1차, 2차로 나누어 각각의 성형장치의 압출다이를 통해 압출 성형될 수 있도록 함으로써, 양질의 펠렛 형상의 재활용소자를 얻을 수 있도록 하여 향후 플라스틱 제품을 제작하기 위한 사출공정에 있어서도 제품에 대한 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

폐 플라스틱 압출 성형장치 및 이를 이용한 폐 플라스틱 압출 성형방법{Apparatus and method of extrusion molding for using a scrap plastic}

본 발명은 폐 플라스틱 압출 성형장치 및 이를 이용한 폐 플라스틱 압출 성형방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 재활용을 위한 폐 플라스틱류를 선별, 분쇄한 후 펠렛(Pellet)형상의 고형물로서 성형 압출하여 사출에 필요한 압출원료, 건설원자재 원료 등으로 얻도록 한 과정에서의 압출장치의 파손을 줄이면서 펠릿으로 압출 성형되는 성형물의 성형물을 보다 최소화하여 사출성형에 의한 제품화시 성형제품의 표면이 매끄럽고, 내구성을 갖도록 한 것이다.

일반적으로 폐 자재를 이용하여 재활용으로 사용되는 소재는 금속을 포함하는 폐 플라스틱이 주된 원료로 사용된다.

폐 플라스틱은 석유화합물 제품일체의 폐기물, 성형에 따른 불량품, 사출성형으로부터 남게되는 잔해 등을 모아 각 수지의 성질별로 분리한 다음, 이들을 필요에 따라서는 세척, 분쇄, 용융공정을 거쳐 재활용 플라스틱 소자로 압출시켜 사용하는 예가 보편적이다.

종래의 폐 플라스틱 압출장치를 살피면, 첨부된 도 1에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 소정의 크기로 분쇄된 폐 플라스틱은 별도의 용융장치(A)로 투입되고, 투입되어 내부적으로 소정의 온도조건으로 용융상태에서 그 내부에 설치된 압출 피스톤(B)에 의해 용융장치의 선단에 마련된 압출공(C)을 통해 압출되며, 폐 플라스틱물이 압출되는 순간부터 냉각조(D)에 침수되게 하여 냉각공정을 거치게 된다.

상기 용융장치(A)는 압출되는 폐 플라스틱을 소정길이로 절단할 수 있도록 별도의 절단장치(E)가 마련되어져 필요한 길이로 절단할 수 있는 구조이다.

상기와 같은 냉각공정을 거친 폐 플라스틱 소자는 냉각조(D)로부터 건져내어 건조공정을 거친 다음 별도의 절단장치를 이용하여 소정의 단위만큼 절단된 폐 플라스틱을 재활용 소자로서 작은 사이즈로 잘게 절단하여 용량별로서 포장단계로서 출하된다.

그러나, 상기와 같은 공정으로서 얻어지는 재활용 소자는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 용융상태에서 압출공정, 압출 및 냉각공정은 다수의 공정을 거쳐야 하므로 공정의 시간이 오래 걸리고, 다수의 공정 상에 따라 재활용품으로서 가격이 고가인 단점이 있다.

또한, 상기와 같은 용융 및 냉각 공정이 이루어 질 때에 폐 플라스틱 물에는 기포발생이 되어 재활용품으로 제품을 사출 성형하고자 할 때 적정용량의 차이점이 있기 때문에 제품의 사출 불량요인이 되며, 결국 정밀제품으로서는 적합하지 않은 못한 문제점이 있었다.

한편, 본 발명은 정제형으로 유기질, 무기질 비료를 생산하기에 적합하도록 압출 성형 및 이를 절단시켜 펠릿화 할 수 있는 압출 성형장치(일명 펠릿 밀(Pellet mills)이라 함)를 이용하여 상기와 같은 문제점을 해결하고자 한 것이다.

참고로, 상기 각 비료를 펠릿타입으로 압출 성형하는 장치는 첨부된 도 2에서 도시된 바와 같이, 그 구성을 살피면, 가수상태의 비료를 공급하는 호퍼(h)와, 동력전달수단으로부터 회전되어 비료를 소정 직경으로 압출할 수 있도록 외측둘레에 다수의 압출공(10)이 형성된 드럼형의 압출다이(1)와, 압출다이(1)의 내경에 연접되어 회전구동하면서 유입된 가수상태의 비료를 압축시키는 복수개의 연동롤러(2,3)와, 상기 압출다이(1)의 외경에 끝단이 근접 설치되어 압출되는 비료를 펠릿형태로 절단시켜주는 커터(4)로 구성되어 있다.

상기 비료를 펠릿형태로 압출되는 상태에서의 압출다이(1)측 압출공(10)은 발췌된 도면에서 보는 바와 같이, 일직선상으로 형성되어 있는 바, 일직선의 직경으로 형성된 압출공(10)은 가수상태 즉 말랑하게 개어진 비료를 상기 연동롤러(2,3)의 압축력으로 압출다이(1)의 외경측으로 밀어 보내는데 있어 부하가 걸리지 않는 범위 내에서 정상작동을 할 수 있게 된다.

상기와 같이 비료를 압축 성형하여 배출하는 장치에 본 발명에서 해결하고자 하는 폐 플라스틱 분쇄물을 투입한 상태에서 상기와 같은 방식으로 압출 성형 시키고자 함에 있어서는 다음과 같은 문제점이 발생된다.

우선, 분쇄된 폐 플라스틱물의 분쇄된 크기는 압출공의 직경에 대해 그 크기가 결정되어야 하는 조건을 가져야 한다.

즉, 분쇄된 폐 플라스틱물의 압출공의 직경에 대해 유입되는 조건을 포함하여 연동롤러로부터 압축되는 상태에서 폐 플라스틱물로부터 발생되는 온도 상승조건이 맞지 않는 경우에 있어서는 원하는 펠릿형태의 재활용 소자를 구현하기에 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 펠렛(Pellet)형상의 고형물로서 성형 압출하여 사출에 필요한 압출원료, 건설원자재 원료(이하, 가공소자라 칭함) 등으로 얻도록 함에 있어, 가공소자의 2차 성형 압출을 갖도록 하여 압출장치의 파손을 줄이고, 펠릿으로 압출 성형되는 가공소자를 보다 최소화시켜 사출성형에 의한 제품화시 양질의 표면과 내구성을 갖도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 압출 성형장치는 소정 크기로 분쇄된 폐 플라스틱을 공급하기 위한 호퍼와, 동력전달수단으로부터 회전되어 분쇄된 폐 플라스틱 분쇄물을 소정직경으로 압출할 수 있도록 직경 외주연에 다수의 압출공이 형성된 드럼형의 압출다이와, 압출다이의 내경에 연접되어 회전구동으로 분쇄된 상태로 유입된 폐 플라스틱물을 압축시키는 복수개의 연동롤러(2,3)와, 상기 압출다이의 외경에 끝단이 근접 설치되어 압출되는 폐 플라스틱물을 펠릿형태로 절단시키는 커터로 구성된 제1압출 성형장치 및 제2압출 성형장치에 있어서,

상기 제1압출 성형장치의 압출공은 40∼100mm의 형성구간을 갖되, 압출다이에 폐 플라스틱 분쇄물 또는 가공소자를 유입하는 압출공의 선단은 1.5∼40°경사각을 갖는 경사부가 형성되고, 상기 경사부로부터 3∼30mm의 직경으로 관통되는 수직 직경부가 형성되며, 상기 수직 직경부가 끝나는 종단으로부터 폐 플라스틱 압출물을 공기 중에 냉각시키기 위해 외측으로 수직 직경부의 직경 보다 1∼2mm로 확장되는 공랭 직경부가 형성된 구성이고,

상기 제2압출 성형장치의 압출공은 40∼100mm의 형성구간을 갖되, 압출다이에 폐 플라스틱 분쇄물 또는 가공소자를 유입하는 압출공의 선단은 1.5∼40°경사각을 갖는 경사부가 형성되고, 상기 경사부로부터 1.0∼10mm의 직경으로 관통되는 수직 직경부가 형성되며, 상기 수직 직경부가 끝나는 종단으로부터 폐 플라스틱 압출물을 공기 중에 냉각시키기 위해 외측으로 수직 직경부의 직경 보다 1∼2mm로 확장된 공랭 직경부를 형성하여서 된 것이 특징이다.

본 발명에 따른 폐 플라스틱의 압출 성형방법으로서는 종류별로 선별된 일종의 폐 플라스틱을 압출시키고자 하는 압출다이의 압출공에 대해 최소한 3배 크기 이하로 분쇄하는 단계와; 분쇄된 폐 플라스틱 분쇄물 상기 압출공의 직경에 대해 3배 크기 이상의 분쇄물을 선별하는 단계와; 3배 크기 이하로 선별된 폐 플라스틱 분쇄물을 제공되는 1차압출 성형장치에 마련된 호퍼를 통해 압출다이 내에 공급하는 단계와; 상기 1차압출 성형장치의 동력전달수단으로부터 압출다이를 100∼350rpm으로 회전시키는 단계와; 상기 압출다이 내경과 연접 설치된 복수개의 연동롤러 외주연 사이에 유입된 폐 플라스틱 분쇄물을 가압하여 압출다이의 압출공으로 1차 압출시키는 단계와; 상기 압출다이의 외주연에 설치되는 커터로서 압출 상태의 폐 플라스틱물을 펠릿형태로 소정 길이 절단하여 1차 가공소자를 얻는 단계와; 펠릿형태로 절단된 1차 가공소자를 제공되는 2차압출 성형장치의 압출다이에 공급하는 단계와; 상기 2차압출 성형장치의 동력전달수단으로부터 압출다이를 100∼350rpm으로 회전시키는 단계와; 상기 2차압출 성형장치의 압출다이 내경과 연접 설치된 복수개의 연동롤러 외주연 사이에 유입된 1차 가공소자를 가압하여 압출다이의 압출공을 통해 1차 가공소자의 ⅓이하 크기를 갖는 직경으로 2차 압출시키는 단계와; 상기 압출다이의 외주연에 설치되는 커터로서 압출 상태의 1차 가공소자를 펠릿형태로 소정 길이 절단하여 2차 가공소자를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 3은 본 발명의 압출 성형공정을 간략하게 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명인 압출 성형장치를 도시한 주요부분 종단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 압출다이의 압출공으로 폐플라스틱 분쇄물이 압출되는 상태를 도시한 확대도이다.

본 발명의 폐 플라스틱 압출 성형밥법에 의한 성형장치를 살피면, 소정 크기로 분쇄된 폐 플라스틱을 공급하기 위한 호퍼(h)와, 동력전달수단으로부터 회전되어 분쇄된 폐 플라스틱 분쇄물(P)을 소정직경으로 압출할 수 있도록 직경 외주연에 다수의 압출공(10)이 형성된 드럼형의 압출다이(1)와, 압출다이(1)의 내경(1-1)에 연접되어 회전구동으로 분쇄된 상태로 유입된 폐 플라스틱물을 압축시키는 복수개의 연동롤러(2,3)와, 상기 압출다이(1)의 외경에 끝단이 근접 설치되어 압출되는 폐 플라스틱물을 펠릿형태로 절단시켜주는 커터(4)로 이루어진 압출 성형장치에 있어서, 상기 각 성형장치에 따른 압출다이(1)의 압출공(10)은 폐 플라스틱 분쇄물(P)이 소정의 압축에 따른 온도조건을 갖으면서 소정압으로 압출공을 통해 압출될 수 있도록 한 것으로, 성형장치는 제1압출 성형장치(100)와 제2압출 성형장치(100A)가 각각 제공된다.

상기 제1압출 성형장치(100) 및 제2압출 성형장치(100A)의 압출다이(1)는 내부 직경으로부터 수직 직경부(11)가 직선으로 각각 관통 형성되고, 상기 수직 직경부(11)가 끝나는 종단으로부터 외측으로는 폐 플라스틱 압출물을 냉각시키기 위한 공랭 직경부(12) 확장 형성되며, 상기 공랭 직경부(12)가 형성되는 수직 직경부(11)의 반대측 종단에는 경사부(13)가 압출다이(1)의 내부직경 방향으로 확장 형성된다.

상기 폐 플라스틱 분쇄물(P)은 상기 수직 직경부(11)의 내경 지름의 최소한 3배 크기 이하로 분쇄 처리되어 공급되도록 함이 바람직하다. 이는 폐 플라스틱 분쇄물(P)이 압출공(10)에 대해 소정의 온도조건을 갖으면서 압출될 수 있도록 하기 위함이다.

도 6a는 본 발명에 따른 제1압출 성형장치의 압출다이의 압출공을 확대하여 도시한 단면도이고, 도 6b는 본 발명에 따른 제2압출 성형장치의 압출다이의 압출공을 확대하여 도시한 단면도로서, 상기 압출공(10)이 형성되는 총 길이는 40∼100mm 즉, 압출다이(1)의 단면두께를 갖고, 이에 대한 상기 수직 직경부(11)의 직경은 상기 제1압출 성형장치(100) 및 제2압출 성형장치(100A)의 각 압출다이(1)에 의해 그 직경이 각각 다르게 형성된다.

즉, 상기 압출다이(1)의 압출공(10)에 있어, 수직 직경부(11)의 차이를 갖도록 한 것으로, 상기 제1압출 성형장치(100)의 압출다이(1)가 갖는 압출공(10)의 수직 직경부(11) 직경은 3∼30mm의 직경을 갖도록 하고, 상기 제2압출 성형장치(100A)의 압출다이(1)가 갖는 압출공(10)의 수직 직경부(11) 직경은 1∼10mm의 직경을 갖도록 한다.

또한, 상기 공랭 직경부(12)의 직경은 상기 수직 직경부(11)의 내경 직경에 대해 1∼2mm로 확장 형성된다. 이는 압출되는 폐 플라스틱 압출물이 갖고 있는 상온의 온도를 낮추어 주고, 후 절단공정에서의 절단을 용이하게 할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 압출다이(1)가 갖는 수직 직경부(11)의 종단으로부터 형성되는 경사부(13)는 1.5°∼40°로 경사도로 형성된다.

상기 1.5°∼40°의 경사범위는 수직 직경부(11)측으로 압출 시키고자 하는 분쇄물(P)의 초기 유입을 보다 안정적으로 유도할 수 있도록 한 것으로서, 여기서 경사각의 차이는 폐 플라스틱 종류 및 분쇄물이 갖는 경도차이에 따라 연동롤러(2,3)와 압출다이(1)의 내경(1-1)으로부터 적정압으로 가압되면서 유입될 수 있는 조건을 갖도록 한 것이다.

한편, 상기 경사부(13)는 일 실시예로서, 첨부된 도 6c에서 도시된 바와 같이, 수직 직경부(11)로부터 경사부(13)에는 또 하나의 경사부(14)가 형성되도록 할 수 있으며, 이에 바람직한 일 실시예로서 상기 경사부(13)의 경사각은 1.5°∼30°의 범위를 갖는 1차 경사지게 형성되고, 상기 경사부(14)는 10°∼30 범위를 갖도록 확장 경사지도록 형성할 수도 있다.

상기 압출다이(1)에 형성된 각각의 압출공(10)은 폐 플라스틱 분쇄물(P)이 유입되는 초기상태와 압출되어 배출되는 초기상태에서 압출을 원활히 할 수 있도록 상기 수직 직경부(11)를 포함하는 공랭 직경부(12), 경사부(13)의 3지점을 갖도록 함으로써, 유리한 압출조건을 갖출 수 있게 된다.

한편, 도 7은 본 발명에 따른 압출 성형공정을 순차적으로 도시한 공정흐름도로서, 그 공정을 살피면 다음과 같다.

각각의 종류별로 선별된 일종의 폐 플라스틱을 압출시키고자 하는 압출다이(1)의 압출공(10)에 대해 최소한 3배 크기 이하로 분쇄하는 단계(S101)를 갖는다.

상기와 같이, 분쇄된 폐 플라스틱 분쇄물은 단계(S102)에서 상기 압출공(10)의 직경에 대해 3배 크기 이상의 분쇄물(P)만을 선별하도록 한다. 여기서 상기 3배 크기 이상의 분쇄물(P)은 별도의 이송콘베어를 통해 다시 분쇄공정을 거쳐 선별될 수 있도록 한다.

종래의 압출다이의 압출공이 갖는 직경보다는 작게 분쇄하였으나, 본 발명의 제1압출 성형장치(100)에서는 상기 폐 플라스틱 분쇄물(P)의 크기가 압출다이(1)의 압출공(10)의 직경에 대해 최대 3배 크기까지 분쇄된 분쇄물도 성형이 가능한 장점이 있다.

상기와 같이 폐 플라스틱이 분쇄된 상태는 제공되는 제1압출 성형장치(100)에 폐 플라스틱 분쇄물을 호퍼(h)를 통해 공급하여 압출다이(1) 내에 소정량 유입되도록 한다(단계 S103).

상기 폐 플라스틱 분쇄물(P)의 유입과 동시에, 단계(S104)에서는 제1압출 성형장치(100)의 동력전달수단(도면에서 생략함)을 통해 압출다이(1)를 100∼350rpm으로 회전시켜 준다.

또한, 단계(S105)에서는 압출다이(1) 내경(1-1)측에 연접 설치된 복수개의 연동롤러(2,3) 외주연 부분은 상기 내경(1-1)이 접하는 사이로 유입된 폐 플라스틱 분쇄물(P)을 가압하게 된다.

이때 분쇄물(P)은 회전되는 압출다이(1) 내부에서 연접되어 회전 구동하는 연동롤러(2,3) 사이에 일부는 끼이게 형태로 압축된다. 여기서 상기 연동롤러(2,3)로부터 가해지는 가압력과 압출공(10)으로부터의 상대적으로 분물이 저항하는 마찰력으로서 발생되는 온도 조건에서 폐 플라스틱 분쇄물(P)이 변형될 수 있는 온도 조건을 갖도록 하여 압출공(10)으로 용이하게 밀려져 압출될 수 있게 된다.

상기와 같이 폐 플라스틱 분쇄물의 압출되는 상태를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

상기 연동롤러(2,3)에 의해 압출다이(1)의 내경(1-1)측으로부터 압착되는 폐 플라스틱 분쇄물(P)은 압출공(10)의 경사부(13)를 따라 유입되면서 수직 직경부(11)를 서서히 통과하면서 압출된다.

상기 폐 플라스틱 분쇄물(P)이 압착력에 의한 소정의 온도조건으로 경사부(13)에 초기 유입됨과 동시에, 플라스틱 소재의 특성상 변형이 일어나면서 수직 직경부(11)를 관통하면서 압출되는 것으로서, 수직 직경부(11)가 끝나는 지점 즉, 수직 직경부(11)의 종단으로부터 확장된 공랭 직경부(12)로부터는 압출되어 나오는 성형물을 냉각시켜 준다.

상기와 같이 성형물의 압출 성형됨과 동시에 냉각효과를 갖도록 한 것은 후 공정인 절단과정에서의 원활한 절단효과를 기대할 수 있다.

상기와 같은 상태에서 단계(S106)에서는 상기와 같이 압출되는 상태에서는 압출다이(1)의 외주연에 날 끝단이 근접되어 고정 설치된 커터(4)에 대한 압출다이(1)의 회전력으로 성형물을 펠릿형태로 소정 길이 절단시켜 1차 가공소자(P1)로 형성할 수 있게 된다.

상기와 같이, 커터(4)에 의해 절단되는 상태는 도시된 도면에서와 같이 압출다이(1)의 외주연에 적어도 커터(4)가 복수개씩 대응되게 구비하여 연속적으로 압출되는 상태의 압출물을 일정 길이로 절단시켜 줄 수 있게 된다.

상기와 같이 절단된 펠릿, 즉 1차 가공소자(P1)로 얻어진 상태에서는 단계(S107)에서 다시 2차압출 성형장치(100A)의 공급 호퍼(h)에 투입하여 상기 1차 가공소자(P1)를 2차적으로 압출 성형하도록 한다(단계 S107).

한편, 상기와 같이 1차압출 성형장치(100)를 통해 최종적으로 성형되어 나온 1차 가공소자(P1)는 압출다이(1)의 압출공(10)이 갖는 수직 직경부(11)의 내경에 따라서 3∼30mm의 직경의 가공소자를 얻게 된다.

이후의 공정으로서, 상기 1차압출 성형장치(100)의 폐 플라스틱 분쇄물을 1차 가공소자(P1)로 성형하는 공정과 동일하도록 단계(S108)에서는 2차압출 성형장치(100A)의 압출다이(1)를 100∼350rpm으로 회전시켜 주며, 단계(S109)에서는 압출다이(1) 내경(1-1)측에 연접 설치된 복수개의 연동롤러(2,3) 외주연 부분은 상기 내경(1-1)이 접하는 사이로 유입된 1차 가공소자(P1)을 가압하게 된다.

상기 압출다이의 회전에 있어, 상기 2차 압출 성형장치에서의 압출다이의 회전은 1차압출 성형장치의 압출다이 회전보다 느리게 회전되는 범위에서 압출 성형된다.

상기와 같이 1차 가공소자(P1)의 가압과 동시에 단계(S110)에서는 상기와 같이 압출되는 상태에서 압출다이(1)의 외주연에 날 끝단이 근접되어 고정 설치된 커터(4)에 대한 압출다이(1)의 회전력으로 다시 한번 성형되어 나오는 1차 가공소자(P1)를 펠릿형태로 소정 길이 절단시켜 3∼30mm의 직경의 가공소자 이었던 것을 1.0∼10mm의 직경을 갖는 입자의 2차 가공소자(P2)로 만들어 주게 된다.

상기와 같이 최종적으로 얻어진 2차 가공소자(P2)는 별도의 포장을 거쳐 재활용품으로서의 리싸이클링 할 수 있다.

상기와 같이 2차 가공소자(P2)는 압출다이(1)의 압출공(10)이 갖는 수직 직경부(11)의 설정된 내경에 따라서 1.0∼10mm의 직경의 2차적인 가공소자를 얻게 됨으로서, 상기 1차 가공소자 보다 현저히 작은 사이즈의 가공소자를 얻을 수 있게 된다.

즉, 1차압출 성형장치로부터 얻어지는 가공소자에 대한 2차압출 성형장치에서 얻어지는 가공소자는 3;1비율의 작은 사이즈의 소자를 얻게 되는 것이다.

상기와 같이 1차 공정과 2차 공정으로서 펠릿형태로 얻어지는 폐 플라스틱 재활용 가공소자는 각각의 성형장치에 따른, 압출다이(1)의 회전과 그 내부 직경에 연접되어 회전되는 2개의 연동롤러(2,3)를 통해 강압적인 압착력으로 폐 플라스틱 분쇄물 또는 1차 가공소자를 고온 상태에서의 변형을 가함과 동시에, 압출시키고, 냉각되도록 한 상태에서 절단과정을 거쳐 얻어지는 것이기 때문에, 향후 사출성형제품의 원료로서 적합한 이점이 있다.

한편, 첨부된 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 압출 성형장치를 통해 2회의 압출성형 공정을 반복상태를 예시한 개략도로서, 본 발명에 따른 가공소자의 압출 성형방법으로서 1차압출 성형장치(100) 및 2차압출 성형장치(100A)를 통해 얻어지는 가공소자는 1차압출 성형장치에서 각 2회의 반복공정을 통해 필요로 하는 가공소자를 얻거나, 또는 2차압출 성형장치에서 2회의 반복공정으로서 필요로 하는 가공소자를 얻을 수 있도록 한다.

상기와 같이 각 성형장치를 통해 2회의 반복공정으로 얻어지는 가공소자의 특성은 1회 공정에 따른 가공소자 보다 더욱이 압출 성형에 따른 표면이 매끄럽고, 치밀한 조직을 갖춘 양질의 가공소자를 생산할 수 있게 된다.

이에 따라 본 발명은 기존의 용융공정과 별도의 냉각공정을 거쳐 압출되는 압출 성형장치에 비해, 작업효율성이나, 양질의 재활용 가공소자를 얻을 수 있어, 가공소자를 이용한 제품의 사출성형에 있어 보다 나은 표면 및 내구성을 갖는 제품의 사출에 유리하다는 이점이 있다.

본 발명에서 얻어지는 재활용 소자는 종래 압출 성형장치에서 얻어지는 재활용소자의 불량정도(기포발생)를 없애 줌으로써 향후 제품으로 생산하고자 플라스틱 용품을 사출하는데 있어서도, 불량률을 최소화 할 수 있게 되는 이점이 있다

이상에서와 같이, 본 발명은 폐 플라스틱을 펠릿화하는 압출 성형장치에 있어, 재활용을 위한 폐 플라스틱을 선별, 압출에 필요한 크기의 분쇄조건을 갖도록 하고, 압출다이의 압출공 부분은 폐 플라스틱 분쇄물이 가압되는 압착력으로서 변형시켜 1차, 2차로 나누어 각각의 성형장치의 압출다이를 통해 압출 성형될 수 있도록 함으로써, 양질의 펠렛 형상의 재활용소자를 얻을 수 있도록 하여 향후 플라스틱 제품을 제작하기 위한 사출공정에 있어서도 제품에 대한 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 폐 플라스틱 압출 성형장치를 도시한 개략도,

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 종래 압출 성형장치를 도시한 주요부분 종단면도,

도 3은 본 발명의 압출 성형공정을 간략하게 도시한 개략도,

도 4는 본 발명인 압출 성형의 주요부분을 도시한 종단면도,

도 5는 본 발명에 따른 압출다이의 압출공으로 폐 플라스틱 분쇄물이 압출되는 상태를 도시한 확대도,

도 6a는 본 발명에 따른 제1압출 성형장치의 압출다이의 압출공을 확대하여 도시한 단면도,

도 6b는 본 발명에 따른 제2압출 성형장치의 압출다이의 압출공을 확대하여 도시한 단면도,

도 6c는 본 발명에 다른 압출다이의 압출공 경사부를 또 하나의 일 실시예로 도시한 요부 확대 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 압출 성형공정을 순차적으로 도시한 공정흐름도,

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 압출 성형장치를 통해 2회의 압출성형 공정을 반복상태를 예시한 개략도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎

1: 압출다이 1-1: 내경

10: 압출공 11: 수직 직경부

12: 공랭 직경부 13,14: 경사부

100: 1차압출 성형장치 100A: 2차압출 성형장치

P: 폐 플라스틱 분쇄물 P1: 1차 가공소자

P2: 2차 가공소자

Claims (4)

1. 소정 크기로 분쇄된 폐 플라스틱을 공급하기 위한 호퍼(h)와, 동력전달수단으로부터 회전되어 분쇄된 폐 플라스틱 분쇄물(P)을 소정직경으로 압출할 수 있도록 직경 외주연에 다수의 압출공(10)이 형성된 드럼형의 압출다이(1)와, 압출다이(1)의 내경(1-1)에 연접되어 회전구동으로 분쇄된 상태로 유입된 폐 플라스틱물을 압축시키는 복수개의 연동롤러(2,3)와, 상기 압출다이(1)의 외경에 끝단이 근접 설치되어 압출되는 폐 플라스틱물을 펠릿형태로 절단시키는 커터(4)로 구성된 제1압출 성형장치(100) 및 제2압출 성형장치(100A)에 있어서,

   상기 제1압출 성형장치(100)의 압출공(10)은 40∼100mm의 형성구간을 갖되, 압출다이(1)에 폐 플라스틱 분쇄물(P) 또는 가공소자를 유입하는 압출공(10)의 선단은 1.5∼40°경사각을 갖는 경사부(13)가 형성되고, 상기 경사부(13)로부터 3∼30mm의 직경으로 관통되는 수직 직경부(11)가 형성되며, 상기 수직 직경부(11)가 끝나는 종단으로부터 폐 플라스틱 압출물을 공기 중에 냉각시키기 위해 외측으로 수직 직경부의 직경 보다 1∼2mm로 확장되는 공랭 직경부(12)가 형성된 구성으로 이루어지고,

   상기 제2압출 성형장치(100A)의 압출공(10)은 40∼100mm의 형성구간을 갖되, 압출다이(1)에 폐 플라스틱 분쇄물(P) 또는 가공소자를 유입하는 압출공(10)의 선단은 1.5∼40°경사각을 갖는 경사부(13)가 형성되고, 상기 경사부(13)로부터 1.0∼10mm의 직경으로 관통되는 수직 직경부(11)가 형성되며, 상기 수직 직경부(11)가 끝나는 종단으로부터 폐 플라스틱 압출물을 공기 중에 냉각시키기 위해 외측으로 수직 직경부의 직경 보다 1∼2mm로 확장된 공랭 직경부(12)를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱 압출 성형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 폐 플라스틱 분쇄물은 PP, PE, PVC, PET 또는 ABS 수지인 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱 압출 성형장치.
3. 종류별로 선별된 일종의 폐 플라스틱을 압출 시키고자 하는 압출다이의 압출공에 대해 최소한 3배 크기 이하로 분쇄하는 단계(S101)와;

   분쇄된 폐 플라스틱 분쇄물 상기 압출공의 직경에 대해 3배 크기 이상의 분쇄물을 선별하는 단계(S102)와;

   3배 크기 이하로 선별된 폐 플라스틱 분쇄물을 제공되는 1차압출 성형장치에 마련된 호퍼를 통해 압출다이 내에 공급하는 단계(S103)와;

   상기 1차압출 성형장치의 동력전달수단으로부터 압출다이를 100∼350rpm으로 회전시키는 단계(S104)와;

   상기 압출다이 내경과 연접 설치된 복수개의 연동롤러 외주연 사이에 유입된 폐 플라스틱 분쇄물을 가압하여 압출다이의 압출공으로 1차 압출시키는 단계(S105)와;

   상기 압출다이의 외주연에 설치되는 커터로서 압출 상태의 폐 플라스틱물을 펠릿형태로 소정 길이 절단하여 1차 가공소자를 얻는 단계(S106)와;

   펠릿형태로 절단된 1차 가공소자를 제공되는 2차압출 성형장치의 압출다이에 공급하는 단계(S107)와;

   상기 2차압출 성형장치의 동력전달수단으로부터 압출다이를 100∼350rpm으로 회전시키는 단계(S108)와;

   상기 2차압출 성형장치의 압출다이 내경과 연접 설치된 복수개의 연동롤러 외주연 사이에 유입된 1차 가공소자를 가압하여 압출다이의 압출공을 통해 1차 가공소자의 ⅓이하 크기를 갖는 직경으로 2차 압출시키는 단계(S109)와;

   상기 압출다이의 외주연에 설치되는 커터로서 압출 상태의 1차 가공소자를 펠릿형태로 소정 길이 절단하여 2차 가공소자를 얻는 단계(S110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱 압출 성형방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 1차 가공소자는 제1압출 성형장치(100)에, 2차 가공소자는 제2압출 성형장치(200)에 각각 2회의 반복 압출 공정으로 압출 성형하여 가공소자를 얻도록 한 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱 압출 성형방법.