KR20070019318A - 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐합성수지를 이용하여 내구성과 견고성 및 탄력성이 우수한 건축자재로 재활용할 수 있도록 하는 건축자재 제조장치에 관한 것이다.

개시한 본 발명은, 수거 및 적정크기로 분쇄되어 얻어진 폐합성수지를 세척 및 탈수하여 수분을 제거하는 세척 및 탈수조; 수분이 제거된 폐합성수지를 건조시키는 건조기; 건조된 폐합성수지와 무기안료를 적정비율로 배합하여 1차 가열하는 배합압출기; 배합된 원료를 2차 가열하여 용융시키며 그 용융된 원료를 한쌍의 스크류를 통해 배출하는 용융압출기; 용융 배출되는 원료를 드럼롤러로 가압하여 이송시키는 가압기; 가압된 원료를 적정한 크기로 절단하여 롤러이송기를 통해 공급하는 절단기; 및 절단된 원료를 압착 성형하며 그 압착 성형된 제품들을 각각 냉각시키는 다수의 냉각성형기를 포함하며,

이에 따라 다량으로 발생되는 폐합성수지를 건축자재로 재활용함으로써 폐자원의 활용이 극대화되고 또한 환경오염이 최소화되는 이점이 있다.

Description

폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치 및 그 제조방법{method and apparatus for manufacture building materials using waste synthetic resinsand}

도 1은 본 발명에 따른 폐합성수지의 재생장치의 실시 예를 나타내는 개략 구성도이고,

도 2는 도 1에서 재생된 폐합성수지를 이용하여 건축자재를 제조하는 장치의 실시 예를 나타내는 개략 구성도이고,

도 3은 도 2에 의해 성형된 합성수지재의 건축판넬을 나타내어 보인 사시도이고,

도 4는 도 2에 의해 성형된 합성수지재의 주차블록을 나타내어 보인 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 호퍼 11 : 선별기

12 : 분쇄기 13 : 세척기

20 : 공급호퍼 21 : 배합압출기

23 : 용융압출기 24 : 가압기

25 : 절단기 26 : 롤러이송기

27 내지 29 : 냉각성형기

본 발명은 폐비닐, 폐플라스틱 등의 폐합성수지를 재생하여 건축자재로 재활용할 수 있도록 하는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다량으로 발생되는 폐합성수지를 재생하여 내구성과 견고성 및 탄력성이 우수한 건축자재, 예컨대 거푸집 또는 내, 외장재의 판넬, 맨홀, 보도블록, 호안블록, 주차블록 등으로 널리 사용할 수 있게 하는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근래에 산업화의 급속한 발달로 인하여 그 부산물인 각종의 폐합성수지(waste synthetic resinsand)의 발생량이 늘어만 가고 있고, 상기 폐합성수지는 재활용으로 인한 추가 비용의 부담으로 인해 재활용 율이 매우 저조한 상태에 있어 대부분 다른 산업폐기물과 함께 매립이나 소각 처리되고 있는 실정이다.

이와 같은 각종의 폐합성수지를 재생처리하여 사용할 수 있음에도 불구하고 대부분 매립 또는 소각에 의존하고 있어 국가적 차원에서 볼 때 자원의 낭비뿐 아니라 소각 때 발생하는 악취 및 유해물질로 인하여 환경오염을 일으키게 되고, 또 매립 때에는 토양 및 수질이 오염되어, 결과적으로 국민생활에 많은 악영향을 미치고 있는 실정이다.

따라서, 최근에는 폐합성수지를 매립하거나 소각하지 않고 재생시켜 사용하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있으며, 이러한 각종의 폐합성수지를 재생시켜 사용하기 위한 재활용장치는 환경오염방지와 자원재활용 측면 등에서 널리 개발되고 있으나, 주로 합성수지의 계열 제품 중에서 농촌의 비닐하우스에서 사용되어 폐기되는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 재활용 처리가 비교적 쉽지 않은 폐비닐 등을 재생하는 재생장치의 개발은 현재까지 요원한 실정이다. 이와 같이 비닐하우스 등에서 사용되어 폐기되는 폐비닐은 다량으로 발생될 뿐만 아니라 부피가 커서 수거처리가 용이치 않고, 또한 그 사용과정은 물론 수거과정에서 흙과 작은 돌맹이 등의 각종 불순물 등이 많이 묻어 있어 화학적 물질을 이용한 세척작업 등을 거쳐야 하는 등 이의 재생처리작업에 상당한 곤란성이 있는 것이다. 즉 폐비닐을 재생처리하기 위해서는 폐비닐 등에 묻어있는 상기한 불순물 등을 세척하기 위한 세척작업이 요구되고, 이와 함께 부피가 큰 폐비닐 뭉치를 처리하기 위하여, 선별, 절단 등의 부수적 작업등이 요구됨으로서 폐비닐의 재생 비용이 고가로 소요되는 문제점이 있는 것이다.

상기 언급한 바와 같이, 폐비닐은 상당한 량이 발생되는 반면 이의 재생처리과정이 여타의 폐합성수지류에 대하여 많은 시간과 인력 등이 요구됨으로서 그 재생을 위한 고비용의 소요로 폐비닐을 재생하여 사용하기보다는 매립 또는 소각 처리를 택하고 있어 자원재활용 측면에 역행될 뿐만 아니라 환경오염문제 등에서 매우 심각한 영향을 끼치고 있는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 상기와 같은 문제점들을 치유하면서도 비용 면에서는 보다 저가의 폐합성수지를 이용한 건축자재를, 그리고 경제적 측면에서는 폐자원 활용의 극대화와 환경오염을 방지할 수 있는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치를 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 농촌의 비닐하우스에서 사용하다 폐기되는 폐비닐(PE, PP)과 폐플라스틱(PVC) 등의 폐합성수지를 효율적으로 재생처리하여, 내구성과 견고성 및 탄력성이 우수한 다용도의 건축자재로 재활용할 수 있도록 하는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치를 제공하는 것이며, 이 건축자재 제조장치는 수거한 폐비닐 및 폐플라스틱 등의 폐합성수지를 선별, 분쇄, 세척, 탈수, 건조과정 수순을 통해 자동으로 재생하고 그 재생된 폐합성수지와 무기안료를 적정비율로 배합하여 용융한 다음 일정한 크기로 절단하여, 냉각성형기에서 압착 냉각시켜 줌으로써 달성된다.

본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치에 의하면, 수거 및 적정크기로 분쇄되어 얻어진 폐합성수지를 세척하여 이물질을 분리 배출하는 세척기; 상기 세척기에서 세척된 적정크기의 폐 합성수지를 탈수하여 수분을 제거하는 탈수조; 상기 탈수조로부터 수분이 제거되어 얻어진 폐합성수지를 컨베이어로 이송시키면서 건조시키는 건조기; 상기 건조된 폐합성수지와 안료호퍼에서 공급되는 무기안료를 적정비율로 배합하며 그 배합된 원료를 1차 가열로 부피를 줄여 배출하는 내부에 회전날개와 예열히터를 구비한 배합압출기; 상기 배합압출기에서 배합된 원료를 히터로 2차 가열하여 용융시키며 그 용융된 원료를 내부에 구비된 한쌍의 스크류를 통해 배출하는 용융압출기; 상기 용융배출기에서 배출되는 원료를 드럼롤러로 가압하여 이송시키는 가압기; 상기 가압기로부터 이송되어온 원료를 적정한 크기로 절단하여 롤러이송기를 통해 공급하는 절단기; 및 건축자재의 용도에 따라 각각 형성되어 상기 이송되어 온 원료를 압착 성형하며 그 압착 성형된 제품들을 각각 냉각시키는 다수의 냉각성형기를 포함한다.

본 발명에 따른 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조방법에 의하면, 수거 분쇄된 폐합성수지를 세척, 탈수 및 건조시켜 120℃∼150℃ 정도의 온도를 갖는 배합압출기에서 상기 폐합성수지 100중량부에 대하여 무기완료 0.4∼0.67중량부로 배합하여 가열하는 배합압출공정; 상기 배합된 원료를 200℃∼250℃ 정도의 온도를 갖는 용융압출기에서 용융시켜 배출하는 용융압출공정; 상기 용융된 원료를 드럼롤러로 가압하고 절단기에서 적정크기로 절단시켜 이송시키는 가압절단공정; 및 상기 적정크기로 절단된 원료를 압착·냉각시켜 원하는 건축자재를 얻는 냉각성형공정을 포함한다.

이와 같이, 농촌의 비닐하우스에서 발생되는 다량의 폐비닐과 폐플라스틱 등 의 폐합성수지를 선별, 분쇄, 세척, 탈수, 건조과정 수순을 통해 재생하고 그 재생된 페합성수지에 무기안료를 배합하여 용융 및 절단한 다음 냉각성형기로 공급하여 원하는 건축자재를 얻게 됨을 알 수 있다.

그 결과, 농촌의 비닐하우스에서 발생되는 다량의 폐비닐, 폐플라스틱 등의 폐합성수지를 매립 및 소각시키지 않고 거푸집 또는 내, 외장재의 판넬, 맨홀, 보도블록, 호안블록, 주차블록 등의 건축자재로 재활용됨으로써 폐자원의 활용이 극대화되고 또한 환경오염의 최소화와 매립지의 난이 해소되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 이하를 통해 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 폐합성수지의 재생장치의 실시 예를 나타내는 개략 구성도이고, 도 2는 도 1에서 재생된 폐합성수지를 이용하여 건축자재를 제조하는 장치의 실시 예를 나타내는 개략 구성도이다.

본 실시 예에 따른 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 폐합성수지를 이송컨베이어를 통해 공급하는 호퍼(10)와, 상기 공급된 폐합성수지를 여과판에서 선별하여 이물질을 분리시키는 선별기(11)와, 상기 이물질이 제거된 폐합성수지를 적정크기로 분쇄하여 이송컨베이어를 통해 이송시키는 분쇄기(12)와, 상기 분쇄된 폐합성수지를 세척하여 미세한 이물질을 분리하여 제거하는 세척기(13)와, 상기 세척된 폐합성수지를 탈수시켜 수분을 제거하는 탈수조(14)와, 상기 수분이 제거된 폐합성수지를 컨베이어로 이송시키면서 건조하여 야적장(16)에 야적하는 건조기(15)와, 야적장(16)에 야적된 상기 폐합성수지를 공급받아 이송컨베이어를 통해 배출하는 공급호퍼(20)와, 상기 이송컨베이어를 통해 이송된 폐합성수지와 안료호퍼(22)에서 공급되는 무기안료를 적정비율로 배합하며 그 배합된 원료를 1차 가열하여 이송컨베이어를 통해 배출하는 내부에 회전날개와 예열히터를 구비한 배합압출기(21)와, 상기 배합된 원료를 내부의 히터로 2차 가열하여 용융시키며 그 용융된 원료를 내부에 구비된 한쌍의 스크류를 통해 배출하는 용융압출기(23)와, 용융압출기(23)의 후단에 설치되어 상기 배출되는 원료를 드럼롤러로 가압하여 이송시키는 가압기(24)와, 가압기(24)의 후단에 설치되어 상기 가압 이송되는 원료를 적정크기로 절단하여 롤러이송기(26)를 통해 공급하는 절단기(25)와, 상기 절단된 원료를 각각 압착하여 서로 다른 건축자재를 성형하고 그 성형된 건축자재들을 냉각시키는 다수의 냉각성형기(27 내지 29)로 구성된다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치 및 방법을 이하를 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1의 호퍼(10)에 저장되어 있는 폐비닐 및 폐플라스틱 등의 폐합성수지가 이송컨베이어를 따라 이송되어 선별기(11)의 여과판으로 낙하된다. 선별기(11)의 여과판(도면에 미도시)은 상기 폐합성수지에 포함된 금속, 흙, 돌 및 각종 이물질을 분리하여 배출시키고 여과된 폐합성수지를 분쇄기(12)에 공급하여 적정크 기로 분쇄시킨 후 이송컨베이어를 통해 이송시킨다. 그리고 분쇄기(12)에서 분쇄된 상기 폐합성수지는 세척기(13)를 통과하면서 미세한 이물질이 분리된 다음 탈수조(14)에서 탈수되어 수분이 제거되고, 수분이 제거된 폐합성수지는 다시 건조기(15)의 이송컨베이어를 통과하면서 건조되어 야적장(16)에 야적된다.

이와 같이 하여 야적장(16)에 야적된 폐합성수지는 도 2의 공급호퍼(20)에 저장된 후에 이송컨베이어를 통해 배합압출기(21)에 적정량으로 공급되고, 또한 안료호퍼(22)에 저장된 무기안료가 배합압출기(21)에 공급된다.

배합압출기(21)에 공급된 상기 적정량의 폐합성수지와 무기안료는 그 배합압출기(21)에 구비된 회전날개의 회전에 의해 고르게 배합된 다음 예열히터에서 발생되는 120℃∼150℃ 정도의 열에 의해 1차 가열되면서 부피가 줄어들게 된다. 이때, 건축자재를 생산하기 위한 상기 폐합성수지와 무기완료의 배합비율 범위는 상기 폐합성수지 100중량부에 대하여 무기안료 0.4∼0.67중량부로 배합하는 것이 이상적이다.

계속해서, 상기 배합 및 1차 가열이 완료된 원료는 이송컨베이어를 통해 용융압출기(23)에 공급된다. 그리고 용융압출기(23)에 공급된 원료는 히터에서 발생되는 200℃∼250℃ 정도의 열에 의해 2차 가열되면서 용융되고 그 용융된 원료는 용융압출기(23)의 내부에 설치된 한 쌍의 스크류에 의해서 배출된다.

용융압출기(23)에서 배출된 상기 원료는 가압기(24)의 드럼롤러의 사이를 통과하면서 가압된 후 이의 후단에 설치된 절단기(25)에 의해서 적정크기로 절단되어 롤러이송기(26)를 통해 이송된다.

그리고 상기 적정크기로 절단되어 이송된 원료는 각각의 냉각성형기(27, 28, 29)에 공급되어 소비자가 원하는 색상의 건축자재, 예컨대 도 3에 나타내는 거푸집 판넬 또는 도 4에 나타내는 바와 같은 주차블록 또는 건축물 내, 외장재의 판넬, 맨홀, 보도블록, 호안블록 등으로 성형되도록 압착 성형된 후에 냉각됨으로써, 내구성과 견고성 및 탄력성이 우수한 다용도의 건축자재의 제조가 완료된다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서 농촌의 비닐하우스에서 발생되는 다량의 폐합성수지를 소각이나 매립하여 처리하는 것과는 달리, 본 발명은 다량의 폐합성수지를 선별, 분쇄, 세척, 탈수, 건조과정을 통해서 재생한 다음 무기안료와 배합하고 용융 및 절단시켜 각각의 냉각성형기에서 원하는 건축자재로 성형하게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서 본 발명에 의하면, 농촌의 비닐하우스에서 발생되는 폐합성수지를 매립 및 소각시키지 않고 거푸집 또는 내, 외장재의 판넬, 맨홀, 보도블록, 호한블록, 주차블록 등의 건축자재로 재활용함으로써 이것에 의해 폐자원의 활용이 극대화되고 또한 환경오염이 최소화되는 이점이 있는 것이다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 다량으로 발생되는 폐합성수지를 매립 및 소각시키지 않고 거푸집 또는 내, 외장재의 판넬, 맨홀, 보도블록, 호안블록, 주차블록 등의 건축자재로 재활용함으로 자연 훼손과 환경오염을 방지할 수 있고, 또한 저비용으로 건축자재의 연속적인 재활용이 가능하여, 경제적인 이익을 기대할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. (1) 수거 및 적정크기로 분쇄되어 얻어진 폐합성수지를 세척 및 탈수하여 수분을 제거하는 세척 및 탈수조;

   (2) 상기 탈수조로부터 수분이 제거되어 얻어진 폐합성수지를 컨베이어로 이송시키면서 건조시키는 건조기;

   (3) 상기 건조된 폐합성수지와 안료호퍼에서 공급되는 무기안료를 적정비율로 배합하며 그 배합된 원료를 1차 가열로 부피를 줄여 배출하는 내부에 회전날개와 예열히터를 구비한 배합압출기;

   (4) 상기 배합압출기에서 배합된 원료를 히터로 2차 가열하여 용융시키며 그 용융된 원료를 내부에 구비된 한쌍의 스크류를 통해 배출하는 용융압출기;

   (5) 상기 용융압출기에서 배출되는 원료를 드럼롤러로 가압하여 이송시키는 가압기;

   (6) 상기 가압기로부터 이송되어온 원료를 적정한 크기로 절단하여 롤러이송기를 통해 공급하는 절단기; 및

   (7) 건축자재의 용도에 따라 각각 형성되어 상기 이송되어 온 원료를 압착 성형하며 그 압착 성형된 제품들을 각각 냉각시키는 다수의 냉각성형기를 포함한 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 건조된 폐합성수지와 무기안료는 상기 폐합성수지 100중량부에 대하여 상기 무기안료 0.4∼0.67중량부로 배합되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 1차 가열온도는 120℃∼150℃ 이고, 상기 2차 가열온도는 200℃∼250℃ 인 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치.
4. (1) 수거 분쇄된 폐합성수지를 세척, 탈수 및 건조시켜 120℃∼150℃ 정도의 온도를 갖는 배합압출기에서 상기 폐합성수지 100중량부에 대하여 무기완료 0.4∼0.67중량부로 배합하여 가열하는 배합압출공정;

   (2) 상기 배합된 원료를 200℃∼250℃ 정도의 온도를 갖는 용융압출기에서 용융시켜 배출하는 용융압출공정;

   (3) 상기 용융된 원료를 드럼롤러로 가압하고 절단기에서 적정크기로 절단시켜 이송시키는 가압절단공정; 및

   (4) 상기 적정크기로 절단된 원료를 압착·냉각시켜 원하는 건축자재를 얻는 냉각성형공정을 포함한 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조방 법.

Images