KR20150055759A

KR20150055759A - 충진재 리사이클용 선별방법

Info

Publication number: KR20150055759A
Application number: KR1020130138117A
Authority: KR
Inventors: 박건수; 권영훈; 조광수; 공경록; 장지영
Original assignee: 코오롱글로텍주식회사; 주식회사 성원리사이클
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2015-05-22
Also published as: KR101582600B1

Abstract

본 발명은 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법에 관한 것이다. 상기 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법은적어도 두 가지 물질을 입도 크기에 기초하여 선별하는 제1차 선별단계와; 상기 1차 선별 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 적어도 두 가지 물질을 비중에 기초하여 원심력을 이용하여 선별하는 제2차 선별단계와; 상기 2차 선별 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 두 가지 물질을 비중에 기초하여 진동을 이용하여 선별하는 제3차 선별단계를 포함한다. 이에 따라, 상기 적어도 두 가지 물질을 순도 99%로 선별할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

Description

충진재 리사이클용 선별방법{Sorting method for recycling filing material}

본 발명은 충진재 선별방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재의 리사이클을 위한 선별방법에 대한 것이다.

일반적으로 인조잔디는 합섬섬유를 소재로 하여 잔디의 형태를 갖도록 인공적으로 형성되는 것으로 시공 후 관리가 용이하고 푸르름이 항상 유지되므로 축구장, 필드하키장, 각종 실내 인테리어 및 레저시설에서 사용되고 있다. 이러한 인조잔디는 최근 기술 발달과 함께 그 품질이 매우 우수해져 가고 있으며 천연잔디에 비하여 물이 절약 및 환경보호가 가능하며 또한 잔디 관리비용의 절감되어 인조잔디 시장규모가 매년 급증하고 있다.

일반적으로 인조잔디는 카펫 형태의 기재와, 상기 기재 상에 식모되어 잔디 형태를 갖는 잔디층과, 상기 잔디층 내에 충진되는 충진재를 포함한다. 상기 기재와 잔디층은 섬유 구조체로서 열가소성 화학섬유(예를 들어, PE, PP, 나일론 등)를 이용하여 제조되며, 상기 충진재는 미립자의 규사와 고무 또는 실리콘 입자 등의 탄성체(예를 들어, SBR, EPDM, SEBS 등)를 포함하고, 제품에 따라 상기 잔디층이 상기 기재에 고정시키기 위한 백킹면(예를 들어 PP, PET, SBR, NR, Acrylic, CaCO3, 안료 등)을 더 포함하기도 한다.

이러한 인조잔디는 시공이 된 후 약 7년 내지 8년이 경과하면 잔디층의 마모 등의 이유로 수명이 다하여 교체가 불가피하다. 이에 따라, 인조잔디를 재활용하기 위하여 상기 열가소성 화학섬유로 이루어진 기재 및 잔디층과, 상기 충진재를 분리하는 방법이 공개되어 있다. 이렇게 하여 분리된 기재 및 잔디층은 화학섬유로 이루어져 있기에 열 등을 이용하여 리사이클링할 수 있다.

그러나, 상기 규사와 탄성체로 이뤄지는 충진재의 경우에는 상기 규사 및 탄성체 각각의 입도 크기가 설사 서로 다르다 할지라도 미립자이므로 분리가 쉽지 않아 지금까지는 전량 소각으로 처리하고 있어 아까운 자원을 낭비하고 있는 문제점이 존재한다. 또한 설사 규사와 탄성체가 분리되더라도, 서로 완벽하게 분리되지 않으면 리사이클링되기 어려운 문제점이 존재한다.

따라서, 본 발명의 목적은 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재의 리사이클을 위하여, 상기 물질이 99% 이상의 순도를 갖도록 각각 분리할 수 있는 충진재 선별방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법에 있어서, 상기 적어도 두 가지 물질을 입도 크기에 기초하여 선별하는 제1차 선별단계와; 상기 1차 선별 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 적어도 두 가지 물질을 비중에 기초하여 원심력을 이용하여 선별하는 제2차 선별단계와; 상기 2차 선별 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 두 가지 물질을 비중에 기초하여 진동을 이용하여 선별하는 제3차 선별단계를 포함하는 충진재 리사이클용 선별방법에 의하여 달성될 수 있다.

상기 제1차 선별단계는, 소정 입도 크기 이상의 크기를 갖는 제1물질을 체가름을 수행하여 선별하는 단계를 포함한다.

상기 제2차 선별단계는, 소정 하우징 내부에 상기 원심력이 제공되는 단계와; 상기 원심력의 중심축에 대응하는 방향으로 소정의 제1압력수가 제공되는 단계를 포함한다.

상기 제2차 선별단계는, 상기 소정 범위를 갖는 입도 크기를 갖는 적어도 두 가지 물질이 유입되는 단계와; 상기 원심력에 의하여 상기 적어도 두 가지 물질이 비중 차이에 의하여 분리되고, 비중이 큰 제2물질이 상기 제공된 제1압력수의 압력에 의하여 상기 하우징의 하부로 배출되는 단계와; 비중이 작은 제1물질이 상기 제공된 제1압력수에 의해 부유하여 상기 하우징의 상부로 배출되는 단계를 더 포함한다.

상기 제3차 선별단계는, xyz축 중 적어도 두 개의 축이 소정 각도로 기울어지고 상기 xyz축 중 어느 하나의 축을 기준으로 왕복운동을 하는 테이블의 일측에서 충진재 공급부로부터 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재가 공급되는 단계와; 상기 테이블 중 상기 충진재 공급부가 위치한 측과 다른 측에서 소정 높이만큼 이격되어 마련되는 압력수 공급부로부터 소정의 압력을 갖는 물이 제공되는 단계와; 상기 테이블의 왕복운동 및 상기 압력수 공급부에 의하여 공급되는 물에 의하여 충진재가 선별되어 포집부에 포집되는 단계를 포함하는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 선별방법에 의하여 달성될 수 있다.

상기 적어도 두 가지 물질은 서로 다른 비중 범위를 가지고 있고, 상기 테이블은, 상기 왕복운동의 기준 축에 평행하는 방향으로 마련되어 상기 적어도 두 가지 물질 중 비중이 큰 물질의 이동을 가이드하는 적어도 하나의 가이드 바를 포함할 수 있다.

상기 테이블에서, 상기 기울어지는 적어도 두 개의 축 각각은 0.1 내지 20도의 기울기를 가질 수 있다.

상기 테이블은, 상기 충진재 공급부와 상기 압력수 공급부가 위치하는 두 개의 측면이 상기 기울기를 갖도록 기울어질 수 있다.

상기 테이블은, 100 내지 800RPM의 속도로 왕복운동을 수행할 수 있다.

상기 포집단계는, 상기 적어도 두 가지 물질 중 비중이 큰 물질이 상기 가이드 바의 가이드에 따라 상기 테이블의 왕복운동의 진행방향에 위치하고 있는 제1포집부를 통하여 포집되는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 포집단계는, 상기 적어도 두 가지 물질 중 비중이 작은 물질이 상기 압력수에 의하여 압력수 진행방향에 위치하고 있는 제2포집부를 통하여 포집되는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 포집단계는, 상기 제1포집부 및 제2포집부에 포집되지 않은, 선별되지 않은 두 가지 물질이 혼재된 충진재를 제3포집부를 통하여 포집하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제3포집부에서 포집된 충진재를 상기 충진재 공급부로 이송시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1포집부와 상기 제2포집부에 포집된 각각의 물질을 탈수하는 단계와; 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 두 가지 물질은 규사와 탄성체를 포함할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재의 리사이클을 위하여, 상기 물질을 순도 높게 분리할 수 있는 충진재 리사이클용 선별방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충진재 리사이클용 선별방법의 플로우차트이고,
도 2는 도 1의 선별방법 중 제1차 선별단계를 수행하는 제1차 선별장치의 정면도이고,
도 3은 도 2의 제1차 선별장치의 측면도이고,
도 4는 도 1의 선별방법 중 제2차 선별단계를 수행하는 제2차 선별장치의 개략도이고,
도 5는
도 1의 선별방법 중 제3차 선별단계를 수행하는 제3차 선별장치의 개략도이고,
도 6은 도 5의 제3차 선별장치의 충진재 선별 동작의 개념도이고,
도 7은 제3차 선별단계의 플로차우트이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충진재 리사이클용 선별방법의 플로우차트이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 충진재 리사이클용 선별방법은,

상기 적어도 두 가지 물질을 입도 크기에 기초하여 선별하는 제1차 선별단계(S10)와; 상기 1차 선별 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 적어도 두 가지 물질을 비중에 기초하여 원심력을 이용하여 선별하는 제2차 선별단계(S20)와; 상기 2차 선별 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 두 가지 물질을 비중에 기초하여 진동을 이용하여 선별하는 제3차 선별단계(S30)를 포함한다.

본 발명에 따른 충진재 리사이클용 선별 방법은 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재를 리사이클하기 위하여 상기 두 가지 물질 각각 순도 99%이상이 되도록 분리할 수 있다. 특히 상기 충진재 리사이클용 선별 방법은 비중은 서로 상이하지만 입도 크기의 차이가 크지 않아 쉽게 분리될 수 있는 적어도 두 가지 물질이 혼합된 혼합재를 각각 분리하는데 효과적이다.

여기에서, 상기 적어도 두 가지 물질은 서로 다른 비중 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1물질은 비중이 1 내지 2 사이, 바람직하게는 1 내지 1.7 사이의 값을 갖는 물질을 포함할 수 있으며, 제2 물질은 비중이 2 내지 3 사이, 바람직하게는 2.2 내지 2.6사이의 값을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 적어도 두 가지 물질은 서로 다른 입도 크기의 함유 비율을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1물질은 0.01mm 내지 3mm 사이의 입도 크기를 가질 수 있으며, 그 중에서 1 내지 3mm 사이의 입도 크기가 가장 큰 비율로 포함될 수 있으며, 제2물질 역시 0.01mm 내지 3mm 사이의 입도 크기를 가질 수 있으며, 그 중에서 0.1 내지 0.9mm 사이의 입도 크기가 가장 큰 비율로 포함될 수 있다.

특히 본 발명에 따른 충진재 리사이클용 선별 방법은, 바람직하게 인조잔디가 시공될 때 충진되는, 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재를 리사이클하기 위하여 상기 두 가지 물질 각각 순도 99% 이상이 되도록 분리하는데 이용될 수 있으며, 상기 충진재는 규사와 탄성체를 포함할 수 있다. 상기 탄성체는 고무칩 또는 실리콘 등을 포함할 수 있으며, 비중은 1 내지 2 사이, 바람직하게는 1 내지 1.7 사이의 값을 가질 수 있다. 상기 규사는 비중이 2 내지 3 사이, 바람직하게는 2.2 내지 2.6사이의 값을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 충진재 리사이클용 선별 방법은 의하면 상기 규사와 탄성체 각각이 순도 99% 이상이 되도록 분리될 수 있어, 상기 규사 및 탄성체 각각을 리사이클하는데 아주 용이하다.

본 발명에 의한 충진재 리사이클용 선별 방법은 제1차 선별단계 (S10), 제2차 선별단계 (S20), 및 제3차 선별단계(S30)을 포함한다.

제1차 선별단계 (S10)는 제1물질 및 제2물질을 입도 크기에 기초하여 선별할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재한 바와 같이 제1물질의 입도 크기에 따른 함유비율은 1 내지 3mm 사이의 입도 크기가 가장 큰 비율로 포함하고, 순차적으로 다양한 입도 크기가 함유될 수 있다. 마찬가지로, 제2물질의 입도 크기에 따른 함유비율은 0.1 내지 0.9mm 사이의 입도 크기가 가장 큰 비율로 포함되고, 순차적으로 다양한 입도 크기가 함유될 수 있다. 여기에서, 상기 제1차 선별장치(100)는 제1물질 중 상기 가장 큰 비율로 포함된 1 내지 3mm 사이의 입도크기를 가진 물질만을 선별하여 전체 제1물질에 대하여 약 1 내지 40%, 바람직하게는 약 10 내지 30% 선별해 낼 수 있다.

이에 따라, 제1차 선별단계 (S10)를 수행하는 제1차 선별장치(100)은 상기 1 내지 3mm 입도 크기 이상의 크기를 체가름할 수 있는 스크린을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 제1차 선별장치(100)는 소정 입도 크기 이상의 크기를 체가름할 수 있는 스크린을 포함하는 것이면, 어떠한 형태의 장치이든 포함할 수 있다. 즉, 제1차 선별장치(100)는 충진재 중에서 가장 큰 입도 크기의 범위를 갖는 물질을 체가름할 수 있는 스크린을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1차 선별장치(100)는 트롬멜 스크린 장치를 포함할 수 있다. 상기 제1차 선별장치(100)는 건식 또는 습식으로 상기 충진재에 포함된 적어도 두 가지 물질 중에서 가장 큰 입도 크기의 범위를 갖는 물질을 체가름하여 선별할 수 있다. 바람직하게, 상기 제1차 선별장치(100)는 건식으로 선별할 수 있다.

따라서, 상기 제1차 선별단계(S10)에 의하여 소정 비율의 제1물질이 선별될 수 있다. 상기 제1차 선별이 완료되면, 선별되고 남은 제1물질 및 제2물질이 혼합되어 존재한다. 상기 혼합물은 제2차 선별단계(S20)로 이송된다. 상기 혼합물은 상기 제1차 선별에 의하여 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖게 된다. 즉, 상기 1차 선별을 통하여 입도크기가 1 내지 3mm이상이 되는 제1물질이 분리되어, 제1물질의 입도크기의 범위와 제2물질이 다수 함유하고 있는 입도크기의 범위가 유사하게 된다. 이에 따라 제2차 선별단계(S20)는 상기 제1물질과 제2물질을 비중에 기초하여 분리할 수 있다.

제2차 선별단계(S20)는 상기 1차 선별 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 적어도 두 가지 물질을 비중에 기초하여 원심력을 이용하여 선별할 수 있다. 상기 제2차 선별단계(S20)를 수행하는 제2차 선별장치(200)는 소정의 하우징 내에 상기 원심력을 발생시키는 원심력 발생부를 포함하고, 상기 원심력의 중심축에 대응하는 방향으로 소정의 압력수를 제공하는 제1압력수 공급부를 포함한다.

상기 제1압력수 공급부에 의하여 제공되는 소정의 부력을 갖는 압력수가 제공되면 상기 하우징 내부는 물로 가득차고 상기 원심력 발생부에 의하여 발생된 원심력에 의하여 상기 하우징 내부의 물은 회전하게 된다. 이때 하우징의 상부로 상기 1차 선별후 남은 혼합물을 공급하게 되면, 상기 혼합물 중에서 압력수 부력보다 비중이 작은 제1물질은 상기 하우징 내부의 물에 부유하게 되고 상기 지속적으로 제공되는 압력수가 하우징을 채우게 되고 결국 제1물질에 포함된 물은 하우징의 상부에 마련된 제1배출부를 통하여 배출된다. 압력수 부력보다 비중이 작은 제2물질은 상기 하우징의 내부 벽면을 따라 회전하게 되고 제2물질 자체 비중에 의하여 점차 상기 하우징의 하부로 진행하게 되어, 상기 하우징의 하부에 마련된 제2배출부를 통하여 배출된다.

상기 제1배출부를 통하여 배출된 제1물질은 거의 99% 이상의 제1물질만을 포함하고, 제1차 선별 및 제2차 선별을 통하여 선별된 제1물질의 비율은 전체 제1물질 중에서 약 70 내지 90% 이상으로 선별될 수 있다.

상기 제2배출부를 통하여 배출된 배출물에는, 비중이 큰 제2물질뿐만 아니라, 상기 압력수가 갖는 압력에 의하여 휩쓸린 제1물질이 어느 정도의 비율로 포함될 수 있다.

따라서, 상기 제2차 선별장치(200)를 통과하여 상기 제2배출부를 통하여 배출된 배출물은 더 높은 순도로 선별하기 위하여 제3차 선별장치(300)로 이송되어 제3차 선별단계(S30)를 거치게 된다.

제3차 선별단계(S30)는 상기 2차 선별된 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 두 가지 물질을 비중에 기초하여 진동을 이용하여 선별할 수 있다. 제3차 선별단계(S30)를 수행하는 제3차 선별장치(300)는, xyz축 중 적어도 두 개의 축이 소정 각도로 기울어지고 상기 xyz축 중 어느 하나의 축을 기준으로 왕복운동을 하는 테이블과; 소정의 압력을 갖는 물을 제공하는 제2압력수 공급부를 포함한다. 상기 제2배출부를 통하여 배출된 배출물을 상기 테이블의 일 측면으로 유입시키고 제2압력수 공급부를 통하여 압력수가 공급되면, 상기 테이블은 소정 축을 기준으로 소정의 경사를 갖고 있어서 비중이 큰 제2물질과 비중이 작은 제1물질이 서로 다른 방향으로 이동하게 됨으로써 각각 선별이 가능하게 된다. 이렇게 제3차 선별장치(300)를 통과하면 제1물질과 제2물질은 각각 순도 99% 이상이 되도록 분리되어, 제1물질 및 제2물질 각각은 소정의 용도로 재활용이 가능하게 된다.

S10단계는 제1차 선별장치에 의하여 수행되는 바, 이는 도 2 및 도 3을 통하여 상세히 설명하고, S20단계는 제2차 선별장치에 의하여 수행되는 바 도 4를 참조하여 상세히 설명하고, S30단계는 제3차 선별장치에 의하여 수행되며 이는 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2 및 도 3은 제1차 선별단계(S10)를 수행하는 제1차 선별장치(100)를 도시하고 있다.

제1차 선별장치(100)는 스크린(111), 여과물 수납부(113) 및 회전부(115)를 포함한다.

스크린(111)은 소정 입도 크기 이상의 크기를 체가름할 수 있는 복수의 선별공(117)을 포함하며, 도 1 및 도 2에 도시된 스크린(111)은 트롬멜 스크린을 일 실시예로 도시하고 있다. 본 발명의 의도에 따라 소정 입도 크기 이상의 크기를 갖는 물질을 분리할 수 있으면 어떠한 형태의 스크린도 포함될 수 있다.

상기 소정 입도 크기 이상의 크기란, 상기 제1차 선별장치(100)의 스크린으로 유입되는 적어도 두 가지 물질을 포함하는 충진재 중에서 가장 큰 범위의 입도 크기를 의미한다. 예를 들어, 도 1에서 설명한 바와 같이, 충진재가 0.01mm 내지 3mm 사이의 입도 크기를 가질 수 있으며, 그 중에서 1 내지 3mm 사이의 입도 크기가 가장 큰 비율로 포함하는 제1물질과; 0.01mm 내지 3mm 사이의 입도 크기를 가질 수 있으며, 그 중에서 0.1 내지 0.9mm 사이의 입도 크기가 가장 큰 비율로 포함되는 제2물질을 포함할 경우, 상기 제1물질 중 가장 큰 비율로 포함된 1 내지 3mm 사이의 입도크기를 가진 물질만을 선별하기 위하여 상기 선별공(117)은 1mm 미만의 입도크기를 가진 물질들이 통과되는 크기를 가질 수 있다.

따라서, 제1차 선별장치(100)로 유입된 충진재 중에서 제1물질 중 상기 선별공(117)을 통하여 통과되지 못하는, 1mm이상의 입도 크기를 갖는 제1물질은(10)은 스크린(111) 내부에 존재하게 되고, 상기 선별공(117)을 통과한 1mm 미만의 입도 크기를 갖는 나머지 제1물질 및 제2물질(20)은 하기 여과물 수납부(113)에 수납될 수 있다. 상기 선별공(117)의 크기는 상기 충진재에 포함된 물질들의 입도 크기에 대응하여 조절될 수 있으며, 상기 기재한 입도크기의 수치는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 일 실시예에 불과하다.

상기 회전부(115)는 상기 스크린(111)에 회전력을 부여하여 상기 스크린이 회전되면서 상기 선별공(117)의 크기에 따라 상기 제1물질 및/또는 제2물질이 체가름이 되도록 한다.

제1차 선별장치(100)에 의하여 상기 제1물질 및 제2물질이 포함된 충진재 중에서 상기 선별공 크기 이상의 입도 크기를 갖는 제1물질이 상기 충진재에 포함된 전체 제1물질 중에서 약 1 내지 40%, 바람직하게는 약 20 내지 30%가 선별될 수 있다.

상기 선별공(117)에 의하여 통과되지 못하는 입도 크기를 갖는 제1물질이 소정 비율로 선별되면, 나머지 제1물질 및 제2물질은 제2차 선별장치(200)로 이송된다.

상기 제1차 선별장치(100)는 건식의 방법으로 입도 크기에 따라 물질을 분리해 내는 실시예를 도시하고 있으나, 이는 본 발명에 한정되지 않으며, 제1차 선별장치(100)는 습식의 방법으로도 가능하다.

제2차 선별단계(S20)는 제2차 선별장치(200)에 의하여 수행되는 바, 이는 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4를 참조하면, 제2차 선별장치(200)는 하우징(210), 원심력 발생부(220) 및 제1 압력수 공급부(230)를 포함한다.

하우징(210)은 소정 범위를 갖는 입도 크기를 갖는 적어도 두 가지 물질, 즉 상기 제1차 선별장치(100)의 스크린(111)을 통과한 후 여과물 수납부(115)에 수납된 여과물이 유입되는 유입부(211)와, 상기 하우징(210)의 상부에 위치하여 상기 적어도 두 가지 물질 중에서 비중이 작은 물질이 배출되는 제1배출부(213)와, 상기 하우징의 하부에 위치하여 상기 적어도 두 가지 물질 중에서 비중이 큰 물질이 배출되는 제2배출부(215)를 포함한다.

제2배출부(215)는 제1배출판(217)과 제2배출판(219)을 포함하고, 제1 및 제2배출판(217, 219) 각각은 제2배출부(215)의 단면적 및 지름에 대응하는 면적 및 지름을 갖는 제1 및 제2 홀(217a, 219a)을 각각 포함한다. 제1배출판(217)과 제2배출판(219)은 제2배출부(215)의 단면적을 따라 좌우로 이동가능하게 마련된다. 상기 제1배출판(217)과 제2배출판(219)의 기능에 대하여는 하기에서 다시 설명한다.

원심력 발생부(220)는 회전부(미도시)와 동력제공부(미도시)를 포함한다. 상기 회전부(미도시)는 상기 하우징(210)의 내부에 위치하여 소정의 중심축을 기준으로 회전함으로써, 상기 하우징(210)의 내부로 유입되는 물에 원심력을 제공하게 되며, 일 실시예로는 임펠러를 포함할 수 있다. 상기 동력제공부(미도시)는 상기 하우징(210)의 외부에 위치하여 상기 회전부(미도시)가 회전되는데 요구되는 전기에너지를 공급하는 것으로서, 모터를 포함할 수 있다.

제1압력수 공급부(230)는 상기 하우징(210)의 유입부(211)로부터 제2배출부(215)를 향하여 상기 회전부(미도시)가 회전하는 중심축의 방향으로 소정 크기의 압력을 가지는 압력수를 제공하게 된다.

이에 따라 상기 제1압력수 공급부(230)에 의하여 제공되는 압력수에 의하여 상기 하우징(210) 내부는 가득차게 되고, 상기 가득찬 물은 상기 원심력 발생부(220)에 의하여 일정 방향으로 회전하면서 원심력을 가지게 된다.

상기 유입부(211)를 통하여 1차 선별장치(100)의 여과물 수납부(113)에 수납된 여과물이 유입된다. 상기 여과물은 1차 선별되고 남은 제1물질 및 제2물질을 포함하며, 상기 제1물질의 비중이 상기 제2물질의 비중보다 상대적으로 낮다. 그러나 제1물질과 제2물질의 입도 크기의 범위는 서로 유사하다.

제1물질 및 제2물질이 유입되면, 상기 압력수 부력보다 비중이 상대적으로 큰 제2물질은 밑으로 가라 앉으려고 하고 상기 압력수 부력보다 비중이 상대적으로 작은 제1물질은 위로 부유하려고 하게 된다. 이때 상기 원심력 발생부(220)에 의하여 발생된 원심력에 의하여 상기 두 물질의 비중 차이가 두드러지게 되어 제1물질은 하우징의 상부로 부유하려고 하고, 제2물질은 하우징의 하부로 가라앉으려고 하게 된다. 상기 두 물질의 비중 차이는 상기 제1압력수 공급부(230)에서 제공되는 소정 크기의 부력을 갖는 압력수에 의하여 극대화될 수 있다. 상기 제1압력수 공급부(230)에서 제공되는 압력수는 하우징(210)의 유입부(211)로부터 제2배출부(215)를 향하여 제공되므로, 상기 제공되는 압력수의 부력에 의하여 부력보다 비중이 큰 제2물질은 더 잘 하우징(210)의 하부로 이동하여 압력수와 함께 제2배출부(215)로 배출될 수 있다. 또한, 상기 제공되는 압력수의 양에 의하여 상기 하우징 내부에 가득차게 되면 상기 압력수의 부력보다 비중이 작은 제1물질은 더 잘 물에 부유하게 되어 상기 하우징(210)의 상부로 모이게 되어 이는 제1배출부(213)를 통하여 배출할 수 있게 된다.

상기 기재한 바와 같이, 제2배출부(215)는 제1배출판(217)과 제2배출판(219)을 포함한다. 상기 두 물질의 비중 차이에 의하여 제2물질이 하우징의 하부로 가라앉게 되고 제1물질이 하우징의 상부에서 부유할 때, 상기 제2물질이 소정량 쌓일때까지 상기 제1배출판(217) 및 제2배출판(219)이 상기 제2배출부(215)를 막고 있게 된다. 즉, 제1홀(217a) 및 제2홀(219a)이 상기 제2배출부(215) 내에 위치하지 않도록 한다. 이렇게 함으로써 제2물질이 상기 제1배출판(217) 위로 어느 정도 쌓일때 까지 하우징(210) 내의 압력수를 보유하여 압력이 일정하게 되어 제1물질 및 제2물질의 비중 선별이 제대로 이루어지도록 할 수 있다.

상기 제2물질이 제1배출판(217) 위로 어느 정도 쌓이게 되면 상기 제1배출판(217)이 이동하여 제1홀(217a)이 제2배출부(215) 내로 들어오게 하면, 제1배출판(217) 위의 제2물질은 제2배출판(219) 위에 쌓이게 된다. 제2물질이 제2배출판(219) 위로 모두 이동하면, 제1배출판(217)을 다시 원래대로 이동시켜 하우징(210) 내의 압력을 일정하게 유지시키고, 그 이후에 다시 제2배출판(219)을 이동시켜 제2홀(219a)가 제2배출부(215) 내로 들어오게 하여 제2물질이 배출되도록 할 수 있다. 상기 제1배출판(217) 및 제2배출판(219)의 이동은 제2물질의 무게 또는 하우징(210)의 압력 감지 등에 기초하여 자동적으로 수행되도록 설계될 수 있다.

상기 제1배출부(213)를 통하여 배출된 제1물질은 거의 99% 이상의 제1물질만을 포함하고, 제1차 선별 및 제2차 선별을 통하여 선별된 제1물질의 비율은 전체 제1물질 중에서 약 70 내지 90% 이상으로 선별될 수 있다.

상기 제2배출부(215)를 통하여 배출된 배출물에는, 비중이 큰 제2물질뿐만 아니라, 상기 압력수가 갖는 압력에 의하여 휩쓸린 제1물질이 어느 정도의 비율로 포함될 수 있다.

따라서, 상기 제2차 선별장치(200)를 통과하여 상기 제2배출부(215)를 통하여 배출된 배출물은 배수로(217)를 통하여 더 높은 순도로 선별하기 위하여 제3차 선별장치(300)로 이송된다.

제3차 선별단계(S30)는 제3차 선별장치(300)에 의하여 수행되는 바, 이는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

제3차 선별단계(S30)는, xyz축 중 적어도 두 개의 축이 소정 각도로 기울어지고 상기 xyz축 중 어느 하나의 축을 기준으로 왕복운동을 하는 테이블의 일측에서 충진재 공급부로부터 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재가 공급되는 단계(S31)와;

상기 테이블 중 상기 충진재 공급부가 위치한 측과 다른 측에서 소정 높이만큼 이격되어 마련되는 압력수 공급부로부터 소정의 압력을 갖는 물이 제공되는 단계(S32)와;

상기 테이블의 왕복운동 및 상기 압력수 공급부에 의하여 공급되는 물에 의하여 충진재가 선별되어 포집부에 포집되는 단계(S33)를 포함한다.

이러한 제3차 선별단계는 제3차 선별장치(300)에 의하여 수행되는 바, 제3차 선별장치(300)는, 테이블(310), 충진재 공급부(320), 제2압력수 공급부(330), 및 포집부(340)를 포함한다.

S31단계의 테이블(310)은, xyz축 중 적어도 두 개의 축이 소정 각도(α, β)로 기울어지고 상기 xyz축 중 어느 하나의 축을 기준으로 왕복운동을 수행한다. 테이블(310)은 가장 일반적인 직사각형의 형태를 가질 수 있으며, 이는 일 예이며 다른 어떤 형태도 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 테이블(310)은 xyz축의 3가지 축 중 적어도 두 개의 축이 소정의 각도(α, β)로 기울어져 있다. 예를 들어, 상기 α 및 β는 각 기준축을 기준으로 0.1 내지 20도의 각도로 기울어질 수 있다. 예를 들어, 상기 기울어지는 축은 상기 테이블(310)을 중심으로 충진재 공급부(320)와 제2압력수 공급부(330)가 위치한 축이 기울어질 수 있으며, 상기 충진재 공급부(320) 및 제2압력수 공급부(330)가 위치한 측의 경사가 높고, 각각의 반대 부분이 경사가 낮을 수 있다.

또한 상기 테이블(310)은 상기 xyz축 중 어느 하나의 축을 기준으로 왕복운동을 수행할 수 있으며, 예를 들어, 도 1과 같이 y축 방향인 A의 방향으로 왕복운동을 수행할 수 있다. 이러한 왕복운동을 수행하기 위하여 상기 테이블(310)은 소정의 모터부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 모터부(미도시)는 상기 테이블(310)이 100 내지 800RPM의 속도로 왕복운동을 수행하게 할 수 있도록 한다.

또한, 상기 테이블(310)의 상부면에는 상기 왕복운동의 기준 축에 평행하는 방향으로 마련되어 상기 적어도 두 가지 물질 중 비중이 큰 물질의 이동을 가이드하는 적어도 하나의 가이드 바(311)를 포함할 수 있다. 상기 가이드 바(311)는 상기 테이블(310)의 상부면에 소정의 높이를 갖는 요철로 마련될 수 있으며, 요철의 단면은 예를 들어 삼각형이 될 수 있다.

S31단계에서 충진재를 공급하는 충진재 공급부(320)는 상기 테이블(310)의 일측에서 상기 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재를 공급할 수 있다.

상기 충진재 공급부(320)는 상기 제2선별장치의 배수로(217)와 연결되어 있어, 상기 배수로(217)를 통하여 배출되는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재를 테이블(310)로 공급하게 된다.

S32단계의 압력수 제공단계는, 제2압력수 공급부(330)를 통하여 공급되는바, 제2압력수 공급부(330)는 상기 테이블(310) 중 상기 충진재 공급부(320)가 위치한 측과 다른 측에서 소정 높이만큼 이격되어 마련되어 소정의 압력을 갖는 물을 제공할 수 있다. 제2압력수 공급부(330)는 도 4를 참조하면, 테이블(310)의 충진재 공급부(320)가 위치하지 않는 다른 측에 소정 높이만큼 이격되어 마련되어 소정의 압력을 갖는 물을 제공한다. 제2압력수 공급부(330)에서 제공되는 압력수는 충진재 공급부(320)에서 공급되는 적어도 두 가지 물질 중에서 비중이 적은 물질을 상기 압력수가 제공되는 방향으로 흘러가도록 하는 역할을 수행한다.

S33단계의 포집단계에서 사용되는 포집부(340)는 상기 테이블(310)의 왕복운동 및 상기 제2압력수 공급부(330)에서 공급되는 압력수에 의하여 선별되는 충진재를 포집할 수 있다.

S33단계는, 상기 적어도 두 가지 물질 중 비중이 큰 물질이 상기 가이드 바의 가이드에 따라 상기 테이블의 왕복운동의 진행방향에 위치하고 있는 제1포집부를 통하여 포집되는 단계(S34)와, 상기 적어도 두 가지 물질 중 비중이 작은 물질이 상기 압력수에 의하여 압력수 진행방향에 위치하고 있는 제2포집부를 통하여 포집되는 단계(S35)와, 상기 제1포집부 및 제2포집부에 포집되지 않은, 선별되지 않은 두 가지 물질이 혼재된 충진재를 제3포집부를 통하여 포집하는 단계(S36)를 더 포함할 수 있다. 상기 S34 내지 S36 단계는 그 선후 관계는 중요하지 않아 시간적으로 선후가 바뀌거나 동시에 이루어질 수도 있다.

상기 S34단계는 다음과 같이 이루어진다. 충진재 공급부(320)에서 공급되는 충진재 중 상대적으로 비중이 큰 물질(예를 들어 규사)는 테이블(310)의 상부면에 마련되는 복수 개의 가이드 바(311)에 의하여 상기 압력수의 영향을 최소로 받으면서 상기 테이블(310)의 왕복운동의 진행방향으로 흘러가게 되고, 상기 테이블의 왕복운동의 진행방향에 대응하여 테이블(310)에서 소정 높이만큼 테이블 아래에 위치하고 있는 제1포집부(341)에서 포집된다.

상기 S35단계는 다음과 같이 이루어진다. 충진재 공급부(320)에서 충진재가 공급되고, 제2압력수 공급부(330)에서 압력수가 공급되면, 상기 공급되는 압력수에 의하여 상기 충진재 중 상대적으로 비중이 적은 물질(예를 들어 탄성체)이 압력수가 흘러내리는 방향으로 같이 흘러내리게 된다. 이에 따라, 상기 압력수가 흐르는 방향에 대응하여 테이블(310)에서 소정 높이만큼 테이블 아래에 위치하고 있는 제2포집부(343)에서 포집된다.

상기 S36단계는 다음과 같이 이루어진다. 상기 규사 및 탄성체가 각각 제1포집부(341)와 제2포집부(343)에서 포집되지 않고, 여전히 함께 혼합되어 섞여있을 수 있는데 이들은 상기 제1포집부(341)와 상기 제2포집부(343)의 중간 지점에 위치하고 있는 제3포집부(345)로 포집된다.

또한 상기 S33단계는, 상기 제3포집부에서 포집된 충진재를 상기 충진재 공급부로 이송시키는 단계(S37)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 S37단계는, 상기 제3포집부(345)에서 포집된, 여전히 선별되지 못한 충진재가 충진재 공급부(320)로 이송시키는 이송부(347)에 의하여 이송된다. 이것이 수회 반복되면, 최종적으로 규사와 탄성체는 순도 99.9%로 각각 제1포집부(341)와 제2포집부(343)에 포집되어 선별될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충진재 선별방법은, 상기 제1포집부와 상기 제2포집부에 포집된 각각의 물질을 탈수하는 단계(S38)와; 건조하는 단계(S39)를 더 포함할 수 있다. 상기 S33단계에서 포집된 규사와 탄성체는 모두 물에 젖어 있는바, 상기 제1포집부(341)와 제2포집부(343) 각각에 포집된 규사와 탄성체는 물에 젖은 상태로 존재하기에, 포집부(340)는 상기 물에 젖은 규사와 탄성체 각각을 탈수할 수 있는 탈수장치와 건조시킬 수 있는 건조장치를 더 포함할 수 있고, 상기 탈수장치에 의하여 탈수 단계(S438)와, 상기 건조장치에 의하여 건조단계(S39)가 수행될 수 있다. 상기 탈수장치와 건조장치는 제1포집부(341)와 제2포집부(343) 각각에 마련된 이송로를 통하여 연결될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 선별장치의 충진재 선별 동작의 개념도이고, 도 7은 제3차 선별단계의 플로차우트이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 충진재 공급부(320)로부터 물에 젖은 규사와 탄성체가 혼합된 충진재가 테이블(310)의 일 측에서 공급된다(S31). 테이블(310)의 타 측에 위치한 제2압력수 공급부(330)로부터 소정의 압력을 갖는 물이 공급된다(S32). 상기 테이블(310)의 왕복운동 및 상기 제2압력수 공급부(330)에 의하여 공급되는 물에 의하여 충진재가 선별되어 포집부에 포집되는 단계(S33)를 포함한다. 상기 포집단계(S33)는 다음을 포함한다: 상기 공급되는 압력수에 의하여 상기 규사보다 비교적 비중이 적은 탄성체가 물에 부유하면서 압력수가 흘러내리는 방향(B방향)으로 함께 이동하게 되고, 상기 압력수의 이동방향에 대응하여 상기 제2압력수 공급부(330)와 대면하는 테이블의 측에 위치한 제2포집부(343)로 상기 탄성체가 포집된다(S331). 이때, 상기 기재한 바와 같이, 테이블(310)이 제2압력수 공급부(330)가 위치한 측이 그 반대 측보면 높은 경사를 가지고 있어서 상기 탄성체가 더욱 쉽게 압력수와 함께 흘러내려 가면서 선별될 수 있다.

또한, 테이블(310)은 A의 방향으로 왕복운동을 수행하게 되면 충진재 공급부(320)와 대면하는 방향으로 물질들이 진행하게 된다. 충진재 공급부(320)에서 공급되는, 상대적으로 비중이 큰 규사는 테이블(310)의 상부면에 마련되는 가이드 복수 개의 바(311)에 의하여 더 이상 테이블(310)을 벗어나지 않으면서, 테이블(310)의 왕복운동의 진행방향으로 이동하게 된다. 왕복운동에 따른 진동의 영향으로 규사는 C의 방향으로 이동하게 되어, 이에 대응하여 위치하고 있는 제1포집부(341)로 상기 규사가 포집된다(S332). 이때, 상기 기재한 바와 같이, 테이블(310)이 충진재 공급부(320)가 위치한 측이 그 반대 측보다 높은 경사를 가지고 있어서 상기 규사가 더욱 쉽게 왕복운동에 의한 진동으로 C방향으로 더욱 쉽게 이동하면서 선별될 수 있다.

한편, 규사와 탄성체가 각각 테이블의 왕복운동과 압력수에 의하여 선별되지 못할 수 있어 여전히 혼합되어 존재할 수 있는 바, 이들은 D의 방향으로 이동하게 되어, 이에 대응하여 위치하고 있는 제3포집부(345)로 포집되고(S333), 이송부(347)를 통하여 다시 충진재 공급부(320)로 공급되어(S334) 다시 상기 선별단계 S31 내지 S33단계가 재수행되며, 이는 규사와 탄성체가 순도 99.9%로 선별될때까지 수회 반복되어 수행될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 충진재 리사이클용 선별장치는 서로 다른 비중을 갖는 적어도 두 가지 물질을 각각 순도 99% 이상이 되도록 분리하여, 제1물질 및 제2물질 각각은 소정의 희망 용도로 재활용이 가능하게 된다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100: 제1차 선별장치
111: 스크린
113: 여과물 수납부
115: 회전부
117: 선별공
200: 제2차 선별장치
210: 하우징
220: 원심력발생부
230: 제1압력수 공급부
300: 제3선별장치
310: 테이블
320: 충진재 공급부
330: 압력수 공급부
340: 포집부

Claims

적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법에 있어서,
상기 적어도 두 가지 물질을 입도 크기에 기초하여 선별하는 제1차 선별단계와;
상기 1차 선별 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 적어도 두 가지 물질을 비중에 기초하여 원심력을 이용하여 선별하는 제2차 선별단계와;
상기 2차 선별 후 소정 범위에 속하는 입도 크기를 갖는 두 가지 물질을 비중에 기초하여 진동을 이용하여 선별하는 제3차 선별단계를 포함하는 충진재 리사이클용 선별방법.
제1항에 있어서,
상기 제1차 선별단계는,
소정 입도 크기 이상의 크기를 갖는 제1물질을 체가름을 수행하여 선별하는 단계인 충진재 리사이클용 선별방법.
제2항에 있어서,
상기 제2차 선별단계는,
소정 하우징 내부에 상기 원심력이 제공되는 단계와;
상기 원심력의 중심축에 대응하는 방향으로 소정의 제1압력수가 제공되는 단계를 포함하는 충진재 리사이클용 선별방법.
제3항에 있어서,
상기 제2차 선별단계는,
상기 소정 범위를 갖는 입도 크기를 갖는 적어도 두 가지 물질이 유입되는 단계와;
상기 원심력에 의하여 상기 적어도 두 가지 물질이 비중 차이에 의하여 분리되고, 비중이 큰 제2물질이 상기 제공된 제1압력수의 압력에 의하여 상기 하우징의 하부로 배출되는 단계와;
비중이 작은 제1물질이 상기 제공된 제1압력수에 의해 부유하여 상기 하우징의 상부로 배출되는 단계를 더 포함하는 충진재 리사이클용 선별방법.
제4항에 있어서,
상기 제3차 선별단계는,
xyz축 중 적어도 두 개의 축이 소정 각도로 기울어지고 상기 xyz축 중 어느 하나의 축을 기준으로 왕복운동을 하는 테이블의 일측에서 충진재 공급부로부터 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재가 공급되는 단계와;
상기 테이블 중 상기 충진재 공급부가 위치한 측과 다른 측에서 소정 높이만큼 이격되어 마련되는 압력수 공급부로부터 소정의 압력을 갖는 물이 제공되는 단계와;
상기 테이블의 왕복운동 및 상기 압력수 공급부에 의하여 공급되는 물에 의하여 충진재가 선별되어 포집부에 포집되는 단계를 포함하는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제5항에 있어서,
상기 적어도 두 가지 물질은 서로 다른 비중 범위를 가지고 있고,
상기 테이블은, 상기 왕복운동의 기준 축에 평행하는 방향으로 마련되어 상기 적어도 두 가지 물질 중 비중이 큰 물질의 이동을 가이드하는 적어도 하나의 가이드 바를 포함하는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제6항에 있어서,
상기 테이블에서,
상기 기울어지는 적어도 두 개의 축 각각은 0.1 내지 20도의 기울기를 갖는 것인 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제7항에 있어서,
상기 테이블은, 상기 충진재 공급부와 상기 압력수 공급부가 위치하는 두 개의 측면이 상기 기울기를 갖도록 기울어지는 것인 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제8항에 있어서,
상기 테이블은, 100 내지 800RPM의 속도로 왕복운동을 수행하는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제9항에 있어서,
상기 포집단계는,
상기 적어도 두 가지 물질 중 비중이 큰 물질이 상기 가이드 바의 가이드에 따라 상기 테이블의 왕복운동의 진행방향에 위치하고 있는 제1포집부를 통하여 포집되는 단계를 더 포함하는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제10항에 있어서,
상기 포집단계는,
상기 적어도 두 가지 물질 중 비중이 작은 물질이 상기 압력수에 의하여 압력수 진행방향에 위치하고 있는 제2포집부를 통하여 포집되는 단계를 더 포함하는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제11항에 있어서,
상기 포집단계는,
상기 제1포집부 및 제2포집부에 포집되지 않은, 선별되지 않은 두 가지 물질이 혼재된 충진재를 제3포집부를 통하여 포집하는 단계를 더 포함하는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제12항에 있어서,
상기 제3포집부에서 포집된 충진재를 상기 충진재 공급부로 이송시키는 단계를 더 포함하는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제13항에 있어서,
상기 제1포집부와 상기 제2포집부에 포집된 각각의 물질을 탈수하는 단계와;
건조하는 단계를 더 포함하는 적어도 두 가지 물질이 혼재된 충진재 리사이클용 선별방법.
제14항에 있어서,
상기 적어도 두 가지 물질은 규사와 탄성체를 포함하는 충진재 리사이클용 선별방법.