KR20180134082A - 폐유리 자동화 박리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐유리의 자원 재활용을 위한 것으로, 자동차 또는 건축물 등의 각종 산업 분야에서 사용되고 있는 합지 유리 또는 안전 적층 유리의 유리판의 점착을 위해 사용되는 폴리비닐부티랄 주재 중간 점착 필름의 회수를 용이하게 하기 위한 장치를 제공하기 위하여 파쇄된 폐 유리를 가 이송되는 4열 침전조와, 각각의 4열 침전조 하부에 구성되는 메시 망과, 4열 침전조 하부에 위치하는 하부 스쿠류 이송부와, 하부 스쿠류와 연결 구성되는 컨베어 이송부와, 각각의 폐 유리의 입자크기 별로 분류되어 보관되는 보관조;를 포함하여 이루어진다.

Description

폐유리 자동화 박리 장치 {Waste glass exfoliation device}

본 발명은 폐 접합유리로부터 PVB 필름을 효과적으로 박리시킴과 동시에, 사용된 박리액은 다시 재사용할 수 있도록 구성된 친환경적인 자원 순환형 폐유리 자동화 박리 장치에 관한 것이다.

다양한 산업의 발달에 따라, 모니터, 카메라, VTR, 휴대폰 등 영상 및 광학장비, 자동차 등 운송장비, 각종 식기류, 건축시설 등 폭넓은 기술 및 산업분야에 있어서 유리제품은 필수 구성요소로 다루어지고 있으며, 이에 따라 각 산업분야의 특성에 맞추어 다양한 물성을 갖는 유리가 제조되어 사용되고 있다.

이러한 유리 제품 중, 특히 강화유리는 주로 자동차 안전유리에 적용하는 풍냉 강화라고 일컬어지는 물리강화 방법이나 두 장 또는 그 이상의 유리 사이에 필름 등으로 이루어진 수지층을 개재시킨 일명 합지 유리 또는 안전적층 유리로서 제조되거나 화학강화 방법에 의해 제조되는데, 화학강화는 형상이 복잡하거나 두께가 대략 2mm 이하인 박판유리에 유용하게 적용될 수 있다. 이들 중, 합지 유리는 내충격성 등의 특성이 우수하고 파손 시에는 유리 파편의 비산을 막을 수 있는 장점이 있어 자동차의 전면 유리로서 광범위하게 사용되고 있다.

상기와 같은 합지 유리 또는 안전 적층 유리를 제조하기 위해 유리판 사이에 접착성을 가지는 필름이 사용되는데 이렇게 유리판 사이에 개재되는 중간 필름은 쉽게 파손되지 않을 것이며, 상기 중간 필름이 사용된 합지 유리는 파손이 되더라도 중간 필름에 계속 접착되어 있으므로, 파편 유리의 흩어진 잔해에 대한 위험이 낮아져, 자동차 또는 건축물 내의 사람들이 파편 유리의 잔해에 의해 부상당하는 것을 방지할 수 있어 유용한 특성을 가진다.

이와 같은 특성을 갖는 합지 유리 또는 안전 적층 유리의 제조에 사용되는 중간 필름 또는 접착 필름(또는 시트)으로 사용되기 위하여서는 유리에 대한 높은 접착력, 투명성, 햇빛 및 자외선에 대한 안정성, 높은 인열 강도, 충격흡수성 등의 조건을 만족해야 한다. 이러한 중간 필름 또는 접착 필름으로 사용되는 물질로는 여러 가지가 있을 수 있으나, 물성, 성능 또는 제조 측면에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 폴리비닐부티랄(Polyvinyl Butyral, PVB)이 있으며, 이 밖에도, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene-vinyl Acatate, EVA)나 열가소성 폴리우레탄 수지(Thermoplastic Polyurethane, TPU) 등이 일부 사용되고 있다.

합지 유리의 중간 필름 또는 접착 필름으로 가장 보편적으로 사용되는 폴리비닐부티랄(PVB) 수지는 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alcohol)을 부틸화(Butylation)하여 제조되는 것으로, 유리와 접착 시 부틸화도를 조절하여 요구되는 접착력 수준을 가지도록 할 수 있다. 하지만, 제조된 PVB 수지는 매우 질기고 경도가 높아 판상으로 제조하더라도 합지 유리 제조시 그 사용이 용이하지 않고, 유리판 사이에서 유리판을 접합하여 합지 유리를 만들었을 때 충격물체가 유리를 관통하지 않도록 하는 관통성능(penetration resistance)을 확보하기가 어렵게 되는 등의 단점이 있어, 이러한 단점을 해소하기 위해 적정 수준의 가소제를 첨가하여 유연성을 가진 필름형태로 가공하는 것이 필요하며, 적용 분야, 요구 성능 및 접합유리 제조방법에 따라 각종 첨가제를 포함하게 되며, 이에따라 두께, 접착력, 색상, 표면 거칠기 등이 다르게 나타나게 되고 따라서 제조원가가 높아져 고가로 되는 단점이 있다.

그런데, 이렇게 고가로 제조되는 PVB 중간 점착 필름은 합지 유리의 제조 공정에서 잘못된 사용으로 낭비되거나 또는 사용된 합지 유리의 폐기시에 그대로 버려지는 문제점이 있어, 고가의 자원 낭비를 방지하기 위해 이들의 회수 및 재사용이 요청되고 있는 실정이다.

더욱이, 자원의 재활용을 통한 친환경 산업이 전 세계적으로 요구되고 있고, 또한 이들 PVB 중간 점착 필름의 회수는 PVB의 회수뿐만 아니라 유리도 회수하여 재활용이 가능하게 하므로, 이의 회수가 중요한 문제로 되고 있다. 이와 같이, 자동차뿐만 아니라 건축물 등의 산업상으로 광범위하게 사용되는 합지 유리(또는, 강화 유리)의 재활용이 산업적으로 필수적으로 요청되고 있는 실정이나, 종래에는 대부분 재활용되지 않고 폐유리로 폐기되는 형편이었다.

이는 합지 유리에 주로 사용된 점착 필름인 PVB 수지는 그 물성으로 인해 회수가 어렵기 때문이었다. 구체적으로는, 합지 유리를 재활용하기 위해서는 유리와 점착 필름을 분리하지 않고는 유리를 재활용하기 어렵기 때문이며, 합지 유리를 재활용하여 얻는 이익보다 PVB를 분리하는 데 들어가는 비용이 크기 때문에 자동차와 건축물에 사용되는 합지 유리는 대부분 쓰레기로 폐기되는 형편이었다.

이와 같이 합지 유리의 유리와 수지를 분리하여 이들을 재사용하기 위해서는 유리와 필름을 효과적으로 분리하여야 하나, 합지 유리에 사용된 PVB 수지의 경우 유리 파쇄 파편에서 완전히 제거되지 않으면 재활용 품질에 나쁜 영향을 미치고 그 결과 건축물과 자동차의 유리는 산업폐기물로 처분되지 않을 수 없는 상황이었다

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 특허공개공보 제2014-0122452호에서는, 자동차용 및 건축용 강화유리의 PVB 추출방법과 그 강화유리의 재활용 방법이라는 명칭으로 "(a) 자동차용 및 건축용 강화유리를 파쇄기,

분쇄기 및 진동체의 연속 동작에 의해서 강화유리의 중간 수지필름을 기계적으로 분리하는 단계; 및 (b) 상기 (a)단계에서 기계적으로 분리된 상기 중간 수지필름을 유기용제에 침지하여 상기 중간 수지필름에 묻어 있는 유리 파쇄편과 수지분을 분리하는 단계로 이루어지는 자동차용 및 건축용 강화유리의 PVB 추출방법"을 제안하였다.

그러나, 상기한 종래의 발명에서는 유기용제에 수지필름을 침지하고 용해하여야 하며 이를 위해 교반 및 가온 등이 필요하며 이를 위한 설비와 에너지를 요할 뿐 아니라 용해 및 회수 공정과 그에 필요로 하는 설비가 복잡하여 회수 비용이 비싸고 회수율이 떨어진다는 단점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 10-1742493(2017년05월26일) 대한민국 공개특허 10-2016-0081818호(2016년07월08일)

상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 폐유리의 자원 재활용을 위한 것으로, 자동차 또는 건축물 등의 각종 산업 분야에서 사용되고 있는 합지 유리 또는 안전 적층 유리의 유리판의 점착을 위해 사용되는 폴리비닐부티랄 주재 중간 점착 필름의 회수를 용이하게 하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.

상술된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 폐유리 자동화 박리 장치는, 파쇄된 폐 유리를 가 이송되는 4열 침전조와, 각각의 4열 침전조 하부에 구성되는 메시 망과, 4열 침전조 하부에 위치하는 하부 스쿠류 이송부와, 하부 스쿠류와 연결 구성되는 컨베어 이송부와, 각각의 폐 유리의 입자크기 별로 분류되어 보관되는 보관조;를 포함하여 이루어진다.

상기 4열 침전조에서 1열 내지 3열 사이에서 폐 유리가 입자별로 구분되고, 구분된 폐유리가 모아지는 하부 스쿠류 이송부를 더 포함하여 이루어잔다.

또한, 컨베어 이송부는 경사지게 구성되며 진동부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

전술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 단순한 공정에 의해 효과적으로 폐 유리와 PVB를 분리 회수할 수 있으며, 침전조를 4분할하여 4열 스쿠류부를 구성할 경우 공정에 필요한 큰 부지가 필요 없어 좁은 공간을 효율적으로 이용하여 시스템을 구성할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폐 유리 자동화 박리 장치의 개략적도이다.
도 2는 스쿠류 박리조의 구성도이다.
도 3은 본 발명에서 실제 장치의 사진이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

<구성>

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폐 유리 박리장치는 폐유리를 이송하기 위하여 스크류 또는 컨베이어로 이송하면서 폐유리를 분류하기 위해 컨베이어 및 스크류를 구동하기 위한 모터 및 박리 액과, 이 동력장치를 제어하면서 속도를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다. 이때, 컨베이어의 벨트 및 스크류는 일반적으로 평평한 벨트일 수도 있고, 벨트일 수도 있으며, 스크류는 회전에 의해 폐유리가 앞으로 전진하도록 구성된다.

이하에서는 이에 대한 자세한 설명을 하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 일체형 세탁장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제5 스크류 이송부(1∼5), 메쉬부(6), 컨베어 이송부(7), 보관조(8)을 포함하여 이루어진다.

박리 공정에서 사용되는 박리 액은 폐 접합유리로부터 PVB 필름을 화학적으로 박리시키기 때문에 필름의 변형이 일어나지 않고 물리적 파쇄 공정에 비해 효과적으로 박리가 일어날 수 있으며, 사용된 박리액은 다시 재사용이 가능하기 때문에 순환식 박리공정과 연계하여 유리와 PVB 필름 간 박리 효과를 극대화 할 수 있다.

먼저, 투입된 pvb필름들은 스크류 컨베이어를 통해 총 4개의 구간으로 지그재그 형태로각 구간별 5분의 속도로 박리액에 폐 유리를 침전시키면서 앞으로 전진 이동하게 한다. 이때 전진속도는 인버터에 의해 구동되는 모터 에 의해 속도가 제어된다.

1∼3구간으로 이송된 PVB필름은 유리와 분리되어 4구간으로 이송되며, 4구간 출구 부분에서 매쉬망 컨베이어를 통해 톤백으로 이송되고, PVB필름 이송 중 분리된 유리조각들은 하부 이송 스크류를 통해 외부 스크류 컨베이어를 통해 외부로 이송되며, 이송된 유리는 진동체 스크린망 장치를 통해 이물질과 분리된다.

이송 스크류 컨베이어는 총 4개의 축으로 서로 연결되어 있으며, 1개의 구동 모터로부터 힘을 전달받아 구동되며, 구동축에는 앞으로 이송할 수 있게 스크류 날개를 구성하였고, 다음 구간으로 이동의 편리성을 주기위해 각각의 이송부 끝 단에 사각 프로펠러를 추가 구성하여 폐 유리의 원할한 이송이 이루어지도록 하였다.

따라서, 상기와 같은 과정을 통하여 회수된 PVB 및 입자별로 구분된 폐 유리를 손 쉽게 재활용랗 수 있으며, 특히, 침전조를 4분할하여 기기를 구성할 경우 공정에 필요한 큰 부지가 필요 없어 좁은 공간을 효율적으로 이용하여 시스템을 구성할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1∼3: 폐유리 스크류 이송부 4: 제4열 스크류 이송부
5: 하부 스크류 이송부 6: 메시 망
7: 컨베어 이송부 8: 폐유리 보관조

Claims (4)

1. 폐유리 자동화 박리 장치에 있어서,
   파쇄된 폐 유리를 가 이송되는 4열 침전조와,
   상기 4열 침전조 하부에 각각 구성되는 메시 망과,
   상기 4열 침전조 하부에 위치하는 하부 스쿠류 이송부와,
   상기 하부 스쿠류와 연결 구성되는 컨베어 이송부와, 각각의 폐 유리의 입자크기 별로 분류되어 보관되는 보관조;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐유리 자동화 박리 장치.
   
2. 제1항에서,
   상기 4열 침전조에서 1열 내지 3열 사이에서 폐 유리가 입자별로 구분되도록 메시망의 크기가 다르게 구성됨을 특징으로 하는 폐유리 자동화 박리 장치
   
3. 제1항에서,
   상기 4열 침전조 하부에 각각 구성되는 메시 망은 스크류의 굴곡에 맞도록 구성되는 것을 특징으로 하는 폐유리 자동화 박리 장치.
4. 제1항에서,
   상기 컨베어 이송부는 일정 각도 경사지게 구성되며, 진동부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 폐유리 자동화 박리 장치.
   

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