KR20150107459A

KR20150107459A - Ｐｅｔ 폐어망 재생장치 및 재생방법

Info

Publication number: KR20150107459A
Application number: KR1020140030437A
Authority: KR
Inventors: 송재동
Original assignee: 주식회사 모아
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-09-23

Abstract

본 발명은 폐어망을 재생하는 장치에 있어서, 수집된 폐어망을 1~1.5m 길이로 절단하는 커팅기(2)와, 커팅기(2)를 통해 예비절단된 폐어망을 다시 5~20cm 길이로 자르는 파쇄기(4)와, 파쇄된 폐어망을 회전체(8)의 고속회전으로 분쇄 및 건조함과 함께 발생한 고속회전에 의한 마찰열과 열선에 의한 온도상승에 의해 폐어망을 용융시키는 통체(6)와, 용융된 합성수지를 연속적인 봉 형태로 압출하는 압출부(14)와, 압출된 합성수지를 물로 냉각시키는 냉각부(16)와, 냉각부(16)를 통해 급속 냉각되어 결정화된 합성수지를 칩 형태로 자르는 칩절단부(18)와, 절단된 칩의 물기를 제거하는 칩건조부(20)로 구성하여, 합성수지 소재의 참치 어망을 재생하여 칩형태로 생산함으로써 폐기되고 있는 참치 어망을 재활용할 수 있어 자원재활용의 효과가 있으며, 재생 공정시 용융된 합성수지의 점도를 일정하게 유지하여 고품질의 칩을 생산할 수 있으며, 용융된 합성수지의 압출시 이물질을 필터링하는 스크린(26)의 자동청소가 가능하여 연속적으로 재생작업이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

ＰＥＴ 폐어망 재생장치 및 재생방법{APPARATUS FOR RECYCLING PET WASTE FISH NET AND METHOD THEREOF}

본 발명은 폐어망을 재활용하기 위한 것으로, 특히 PET 폐어망을 재생하여 칩형태로 재활용하기 위한 PET 폐어망 재생장치 및 재생방법에 관한 것이다.

현재 환경오염 및 자원의 고갈 등의 문제로 산업 각 분야에서 재료를 재활용하기 위한 방법에 대한 연구와 개발이 이루어지고 있다. 어망의 경우 계속되는 조업의 결과 수명이 다되었을 경우 종래에는 폐기처분하는 것이 보통이었으나, 최근에는 이에 대한 재활용 방법이 실용화되어 있다.

어망은 얇은 로프가 연속적으로 매듭지어져 형성되어 있기 때문에 부피에 비해 무게가 덜 나갈 것처럼 보일 수 있으나, 원양 참치 조업에서 사용되는 어망의 경우 한 세트 길이가 2km, 폭이 약 80m 정도에 이르러 무게는 약 60톤에 육박하는 거대한 양이다.

이러한 어망은 재질이 나일론, PP, PE 등의 합성수지이며, 폐기될 경우 자연분해되지 않고 환경을 오염시킬 수 있으며, 재활용될 경우에는 중요한 자원으로 활용될 수 있다.

최근에는 나일론, PP, PE와 함께 원양 참치어선의 어망으로 PET를 사용하고 있다. 나일론, PP, PE 경우 그 재활용 방법이나 용도 등의 기술개발이 이루어져 재활용되고 있으나 PET 어망의 경우 재활용 대비 수익률 저하, 공정관리의 어려움 및 용도의 한정 등과 같은 문제점이 있어 방치되고 있는 실정이다.

국내공개특허 제10-2011-0068001호, '나일론 폐어망의 재생방법 및 재생 나일론 장섬유(2011.06.22.공개)'

따라서 본 발명의 목적은 PET소재의 원양 참치어선의 폐어망을 재생하여 칩형태로 재활용할 수 있는 PET 폐어망 재생장치 및 재생방법을 제공하는데에 있다.

상기의 목적에 따른 본 발명은, 폐어망을 재생하는 장치에 있어서, 수집된 폐어망을 1~1.5m 길이로 절단하는 커팅기(2)와, 커팅기(2)를 통해 예비절단된 폐어망을 다시 5~20cm 길이로 자르는 파쇄기(4)와, 파쇄된 폐어망을 회전체(8)의 고속회전으로 분쇄 및 건조함과 함께 발생한 고속회전에 의한 마찰열과 열선에 의한 온도상승에 의해 폐어망을 용융시키는 통체(6)와, 용융된 합성수지를 연속적인 봉 형태로 압출하는 압출부(14)와, 압출된 합성수지를 물로 냉각시키는 냉각부(16)와, 냉각부(16)를 통해 급속 냉각되어 결정화된 합성수지를 칩 형태로 자르는 칩절단부(18)와, 절단된 칩의 물기를 제거하는 칩건조부(20)로 구성함을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생장치이다.

또한 본 발명은, 폐어망을 재생하는 방법에 있어서, 수집된 폐어망을 1~1.5m 길이로 예비절단하는 단계와, 예비절단된 폐어망을 다시 5~20cm 길이로 파쇄하는 단계와, 파쇄된 폐어망을 통체(6) 내로 투입하여 회전체(8)의 고속회전에 의해 폐어망을 보풀형태로 분쇄한 후 고온의 마찰열과 통체(6)의 온도에 의해 폐어망의 표면을 건조시킴과 함께 염분, 타르를 제거하는 단계와, 표면이 건조된 폐어망을 회전체(8)의 고속회전에 의한 마찰열과 열선에 의한 통체(6)의 내부열로 용융시키는 단계와, 용융된 합성수지를 연속적으로 압출하는 단계와, 압출된 합성수지를 물로 급속 냉각시키는 단계와, 냉각되어 결정화된 합성수지를 칩형태로 절단하는 단계와, 물기가 묻은 칩을 열풍에 의해 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 합성수지 소재의 참치 어망을 재생하여 칩형태로 생산함으로써 폐기되고 있는 참치 어망을 재활용할 수 있어 자원재활용의 효과가 있다.

또한, 참치 어망의 재생 공정시 용융된 합성수지의 점도를 일정하게 유지하여 고품질의 칩을 생산할 수 있으며, 용융된 합성수지의 압출시 이물질을 필터링하는 스크린의 자동청소가 가능하여 연속적으로 재생작업이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 PET 폐어망 재생장치의 구성을 보여주는 블록구성도,
도 2는 본 발명에 따른 압출부의 작동구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PET 폐어망 재생방법의 공정흐름도,

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 PET 폐어망 재생장치의 구성을 보여주는 블록도로, 이를 참조하여 설명하면 본 발명의 PET 폐어망 재생장치는 재생할 폐어망을 예비절단하는 커팅기(2)와, 일정 크기로 절단된 폐어망을 작업 및 이송이 용이하도록 절단하는 파쇄기(4)와, 파쇄된 폐어망을 분쇄하여 건조 및 용융시키는 통체(6)와, 용융된 합성수지를 압출하는 압출부(14)와, 압출된 합성수지의 열을 식히는 냉각부(16)와, 봉 형태로 압출되어 냉각된 합성수지를 칩(Chip) 형태로 절단하는 칩절단부(18)와, 절단된 칩을 건조시키는 칩건조부(20)로 구성한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서는 PET 합성수지 소재의 폐어망을 재생하는 것이나, 재생소재를 PET로 한정하는 것은 아니며 나일론, PP, PE 등의 합성수지 소재의 폐어망을 재생하여 칩형태로 재활용하는 것도 가능하다.

상기 커팅기(2)는 수집된 폐어망을 작업 및 운반의 용이성을 위해 일정한 크기로 자르는 것이다.

일반적으로 참치조업에 사용되는 폐어망은 길이가 2km, 폭이 약 80m 정도임에 따라 폐어망의 재생 공정시 취급이 용이하지 못하다. 따라서 본 발명에서는 폐어망을 1~1.5m 길이로 절단하여 다음 공정으로 이송함으로써 작업 및 운반이 용이하다.

상기 파쇄기(4)는 커팅기(2)를 통해 듬성듬성 잘라진 폐어망을 다시 한번 더 잘게 자르는 것으로, 폐어망을 5~20cm 정도의 크기로 잘게 파쇄한 후, 후단의 공정으로 이송된다.

상기 통체(6)는 파쇄기(4)를 통해 잘게 파쇄된 폐어망을 투입하여 보풀 형태로 분쇄하여 건조시키는 1차 처리부(10), 보풀 형태로 분쇄된 폐어망을 마찰열과 자체온도에 의해 용융시키는 2차 처리부(12)로 구성한다.

본 발명의 통체(6) 내부에는 2단 구성된 회전체(8)를 구비하며, 상단의 1차 처리부(10)에서는 파쇄기(4)를 통해 투입된 폐어망을 회전체(8)에 의해 다시 한번 실 형태의 보풀로 분쇄하여 통체 내부 온도에 의해 건조하게 되며, 하단의 2차 처리부(12)는 보풀로 분쇄된 폐어망을 회전체(8)의 고속회전에 의한 마찰열과 함께 열선과 같은 통체(6) 자체의 온도에 의해 건조와 동시에 보풀들이 녹아 용융된다.

이때, 폐어망의 건조는 표면건조와 내부건조 공정이 될 수 있으며, 표면건조는 상기와 같은 고온의 열에 의해 수분과 함께 염분, 타르 등을 제거하며, 표면건조에 의해 제거되지 않은 수분은 다시 내부건조 공정을 제거한다.

상기 내부건조는 통체(6) 내에 실리카겔과 같은 흡습제를 투입하여 합성수지 내부에 포함된 수분을 제거하는 것이다.

본 발명의 폐어망 재생장치는 용융된 합성수지의 점도를 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 따라서 본 발명에서는 2차 처리부(12)에서 용융된 합성수지의 점도를 일정하게 유지하기 위한 첨가제를 투입하며, 상기 점도 유지용 첨가제는 용융된 합성수지의 0.1~0.5%를 투입하는 것이 좋다.

상기 첨가제는 칩, 분말, 액상 타입으로 통체(6)의 2차 처리부(12)에 투입되며, 장시간 가동시 합성수지의 점도가 떨어지는 것을 방지할 수 있어, 후단의 압출부(14)를 통해 압출되는 합성수지의 점도를 일정하게 유지시켜 준다.

점도 유지용 첨가제와 함께 용융된 합성수지의 물성이 떨어지는 것을 방지하기 위해 별도의 산화방지제를 함께 투입하는 것이 좋다.

본 발명의 실시 예에서는 용융된 합성수지는 고유점도(IV) 1.0~0.8 사이를 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 압출부(14)는 통체(6) 내에서 용융된 합성수지를 봉 형태로 압출하는 것이며, 자동필터링을 통해 연속적인 압출이 가능한 것이다.

일반적으로 합성수지의 압출시에는 아주 미세한 스크린을 사용하여 합성수지에 포함된 이물질을 필터링하게 되는데, 이때 스크린에 이물질이 반복적으로 쌓이게 되면 스크린을 청소하거나 교체하여야 함에 따라 연속적으로 압출하는 것이 어려웠다.

도 2는 본 발명의 압출부(14)의 구성을 개략적으로 보여주는 구성도로, 본 발명의 압출부(14)는 합성수지가 압출되는 후단에 자동스크린교환기(22)를 설치하여 용융된 합성수지를 필터링하는 스크린(26)에 쌓인 이물질을 자동으로 처리함으로써 연속적인 작동이 가능하다.

상기 자동스크린교환기(22)는 2단 필터링부(24)로 구성되어, 각 필터링부(24)에 다시 2개의 스크린(26)이 구비된다. 각 스크린(26)은 600mesh 크기이며 일반 필라멘트를 생산해도 가능한 품질을 내기 위함이다.

본 발명의 자동스크린교환기(22)는 용융된 합성수지를 필터링함에 따라 스크린(26)에 쌓이는 이물질을 주기적으로 자동배출함으로써 스크린(26)의 재사용과 함께 별도의 교체작업 없이도 장시간 압출부(14)의 가동이 가능한 것이다.

냉각부(16)는 압출부(14)를 통해 필터링되어 봉 형태로 압출된 합성수지를 냉각하여 결정화시키는 것이며, 압출되어 이송되는 합성수지에 다수의 수냉식 쿨러를 통해 물을 뿌려줌으로써 열을 식히게 된다.

칩절단부(18)는 냉각부(16)를 통해 결정화되어 굳어진 합성수지를 일정한 크기의 칩형태로 자르는 것이다. 잘려진 칩은 2~5mm 정도 크기이다. 잘려진 칩은 칩건조부(20)를 통해 물기를 제거하여 건조된다. 상기 칩건조부(20)는 수냉식으로 열이 식혀진 칩의 물기를 열풍으로 건조할 수 있다.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폐어망 재생방법을 설명하기로 한다.

본 발명의 폐어망 재생방법은, 먼저 수집된 폐어망을 1~1.5m 길이로 1차 예비절단하고, 절단된 폐어망을 다시 한번 5~20cm 길이로 잘게 잘라 작업이 용이하도록 한다.

잘게 파쇄된 폐어망은 통체(6)로 투입하여 고속회전하는 회전체(8)에 의해 실과 같은 보풀 형태로 분쇄하고, 분쇄된 폐어망은 회전체(8)의 회전에 의한 폐어망 끼리의 마찰열에 의해 통체(6) 온도가 상승함에 따라 고온에 의해 폐어망의 수분이 제거되는 1차 처리과정을 거치게 된다. 이때 수분과 함께 폐어망에 스며든 염분과 타르도 함께 제거되는 것이다.

마찰열과 통체(6) 자체의 고온에 의해 폐어망의 표면을 건조한 후 실리카겔과 같은 흡습제를 투입하여 폐어망의 내부에 포함된 수분도 제거한다. 폐어망에 포함된 수분은 용융시 일정한 점도를 유지하기 위해 제거하는 것이 좋다.

1차 처리과정에서 수분과 염분, 타르가 제거된 폐어망은 회전체(8)의 고속회전에 의한 마찰열과 통체(6) 자체의 온도상승에 의해 200~220℃ 이상으로 가열된 통체 내에서 용융된다. 통체(6)의 자체온도 상승은 내부에 별도의 열선을 구비하여 온도를 높이는 것이다.

합성수지, 예를 들어 나일론, PP, PE, PET의 용융온도는 130~150℃임에 따라 그 이상의 온도로 가열된 통체(6)에 의해 내부의 폐어망이 용융되어 녹게 된다.

용융된 합성수지는 압출하기 위해 고유점도(IV)를 1.0~0.8 범위로 일정하게 유지하기 위해 점도 유지용 첨가제나 산화방지제를 투입하여 용융된 합성수지의 점도를 일정하게 유지한다. 투입되는 첨가제는 용융된 합성수지의 0.1~0.5%로 투입한다.

통체(6) 내에서 일정하게 점도가 유지된 용융 합성수지는 별도의 스크류를 통해 압출부(14)로 이송되며, 압출부(14)를 통해 용융된 합성수지를 연속된 봉 형태로 압출하여 뽑아내게 된다. 이때 용융된 합성수지에 포함된 이물질은 압출부(14)의 후단에 설치된 자동스크린교환기(22)에 의해 필터링되어 걸러진다.

도 2를 참조하여 자동스크린교환기(22)의 작동방법을 설명하면, 도 2의 (a)와 같이 상하 2단의 필터링부(24)로 구성된 자동스크린교환기(22)는 각 필터링부(24)의 전후방향으로 다시 2개의 스크린(26)이 구비되어 있어 총 4개의 스크린(26)으로 이루어져 있다.

도 2의 (a)와 같이 용융된 합성수지는 필터링부(24)를 통과하면서 이물질이 제거되며, 장시간 재생공정이 이루어질 경우 필터링부(24)에 설치된 스크린(26)에 이물질이 쌓여 필터링이 용이하지 못하게 된다. 이런 경우 스크린(26)을 교환하거나 장치를 멈춘 후 스크린(26)에 용융된 합성수지와 함께 붙어 있는 이물질을 제거하여야 하는 작업이 수행되어야 한다.

본 발명에서는 이러한 과정없이 상하단으로 구성된 4개의 스크린(26) 중 도 2의 (b)와 같이 이물질을 제거하고자 하는 스크린(26)의 반대방향으로 용융된 합성수지를 밀어넣어 이물질과 합성수지가 측면으로 배출되도록 한다. 이때 하단에 설치된 스크린(26)은 계속적으로 작동상태여서 작업이 멈춤없이 계속적으로 이루어지는 것이다.

즉, 상단의 스크린(26)을 청소할 경우에는 하단의 스크린(26)은 계속적으로 작동하고, 반대로 하단의 스크린(26)을 청소할 경우에는 상단의 스크린(26)이 계속 작동중이어서 연속적인 압출 공정이 가능한 것이다.

압출부(14)를 통해 압출된 합성수지는 봉 형태로 연속되게 압출되어 수냉식 쿨러에 의해 냉각되며 이송된다. 용융된 합성수지를 물로 냉각함에 따라 단시간 내에 결정화되어 굳어지며, 굳혀진 합성수지를 작은 칩형태로 잘라 배출한다. 배출되는 칩은 물기가 묻어 있게 되는데, 물기가 묻은 칩을 열풍에 의해 건조하여 최종 배출하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 합성수지 소재의 참치 어망을 재생하여 칩형태로 생산함으로써 폐기되고 있는 참치 어망을 재활용할 수 있어 자원재활용의 효과가 있다.

또한, 참치 어망의 재생 공정시 용융된 합성수지의 점도를 일정하게 유지하여 고품질의 칩을 생산할 수 있으며, 용융된 합성수지의 압출시 이물질을 필터링하는 스크린(26)의 자동청소가 가능하여 연속적으로 재생작업이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(2)-- 커팅기 (4)-- 파쇄기
(6)-- 통체 (8)-- 회전체
(10)-- 1차 처리부 (12)-- 2차 처리부
(14)-- 압출부 (16)-- 냉각부
(18)-- 칩절단부 (20)-- 칩건조부
(22)-- 자동스크린교환기 (24)-- 필터링부
(26)-- 스크린

Claims

폐어망을 재생하는 장치에 있어서,
수집된 폐어망을 1~1.5m 길이로 절단하는 커팅기(2)와, 커팅기(2)를 통해 예비절단된 폐어망을 다시 5~20cm 길이로 자르는 파쇄기(4)와, 파쇄된 폐어망을 회전체(8)의 고속회전으로 분쇄 및 건조함과 함께 발생한 고속회전에 의한 마찰열과 열선에 의한 온도상승에 의해 폐어망을 용융시키는 통체(6)와, 용융된 합성수지를 연속적인 봉 형태로 압출하는 압출부(14)와, 압출된 합성수지를 물로 냉각시키는 냉각부(16)와, 냉각부(16)를 통해 급속 냉각되어 결정화된 합성수지를 칩 형태로 자르는 칩절단부(18)와, 절단된 칩의 물기를 제거하는 칩건조부(20)로 구성함을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생장치.
제1항에 있어서,
상기 통체(6)는 파쇄되어 투입된 폐어망을 회전체(8)의 고속회전에 의해 보풀 형태로 분쇄하고 통체(6) 내부온도에 의해 폐어망의 표면건조과 함께 염분, 타르를 제거하는 1차 처리부(10)와, 1차 처리부(10)를 통해 수분이 제거된 폐어망을 회전체(8)의 고속회전에 의한 마찰열과 열선에 의한 통체(6)의 내부열에 의해 용융시키는 2차 처리부(12)로 구성함을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생장치.
제2항에 있어서,
상기 1차 처리부(10)는 분쇄된 폐어망의 내부건조를 위해 실리카겔을 포함하는 흡습제를 투입함을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생장치.
제2항에 있어서,
상기 2차 처리부(12)는 용융된 합성수지의 고유점도(IV)를 1.0~0.8로 유지하기 위해 점도 유지용 첨가제와 산화방지제를 투입함을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생장치.
제4항에 있어서,
상기 2차 처리부(12)에 투입되는 점도 유지용 첨가제는 용융된 합성수지의 0.1~0.5%인 것을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생장치.
제1항에 있어서,
상기 압출부(14)는 용융된 합성수지를 600mesh 크기의 스크린(26)구비된 필터링부(24)에 의해 이물질을 필터링함과 함께 상기 스크린(26)에 쌓인 이물질을 자동적으로 제거하여 연속적인 압출이 가능하게 하는 자동스크린교환기(22)를 구비함을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생장치.
폐어망을 재생하는 방법에 있어서,
수집된 폐어망을 1~1.5m 길이로 예비절단하는 단계와, 예비절단된 폐어망을 다시 5~20cm 길이로 파쇄하는 단계와, 파쇄된 폐어망을 통체(6) 내로 투입하여 회전체(8)의 고속회전에 의해 폐어망을 보풀형태로 분쇄한 후 고온의 마찰열과 통체(6)의 온도에 의해 폐어망의 표면을 건조시킴과 함께 염분, 타르를 제거하는 단계와, 표면이 건조된 폐어망을 회전체(8)의 고속회전에 의한 마찰열과 열선에 의한 통체(6)의 내부열로 용융시키는 단계와, 용융된 합성수지를 연속적으로 압출하는 단계와, 압출된 합성수지를 물로 급속 냉각시키는 단계와, 냉각되어 결정화된 합성수지를 칩형태로 절단하는 단계와, 물기가 묻은 칩을 열풍에 의해 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생방법.
제7항에 있어서,
폐어망의 표면을 건조시키는 단계에서, 통체(6) 내에 실리카겔을 포함하는 흡습제를 투입하여 폐어망의 내부를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생방법.
제7항에 있어서,
폐어망을 용융시키는 단계에서, 용융된 합성수지가 고유점도(IV) 1.0~0.8이 유지될 수 있도록 점도 유지용 첨가제와 산화방지제를 투입하고, 폐어망을 용융시키기 위해 통체(6) 내부 온도가 200~220℃가 되도록 통체(6)를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생방법.
제7항에 있어서,
용융된 합성수지를 압출하는 단계에서, 합성수지에 포함된 이물질을 스크린(26)을 통해 필터링하면서 스크린(26)에 쌓인 이물질을 자동적으로 배출하여 압출이 연속적으로 이루어지게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PET 폐어망 재생방법.