KR20230036583A - Disposal system for waste plastic and disposal method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐플라스틱 처리시스템 및 그 처리 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 폐플라스틱에 포함된 고분자와 이물질의 열팽창 계수 차이를 이용해 이물질을 제거하는 폐플라스틱 처리시스템 그 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a waste plastic treatment system and a treatment method thereof. Specifically, the present invention relates to a waste plastic treatment system and method for removing foreign substances by using a difference in coefficient of thermal expansion between a polymer contained in waste plastic and foreign substances.
일반적으로, 재활용 플라스틱 폐기물이 재활용을 위하여 집하장으로 입고될 때, 이러한 재활용 플라스틱 폐기물은 크게 난연성, 비난연성으로 특성이 상이하고, 난연성 및 비난연성 각각에서는 다양한 소재가 혼합되어 있으며, 색상 측면에서도 화이트, 블랙, 빨간색 등 여러 색상들을 가진 재활용 플라스틱 폐기물이 혼합 상태로 입고된다. In general, when recycled plastic waste is received at a collection point for recycling, these recycled plastic wastes have greatly different characteristics such as flame retardancy and non-flammability, and various materials are mixed in each of flame retardancy and non-flammability. In terms of color, white, Recycled plastic waste in different colors, such as black and red, is received in a mixed state.
종래 플라스틱을 재활용하는 공정은 폐플라스틱을 원료로 이용할 수 있도록 수거 후 파쇄, 분쇄 및 선별 단계를 거쳐 폐플라스틱을 조각 및 분말형태로 가공한다. 그 후, 종래 플라스틱을 재활용하는 공정은 가공된 폐플라스틱을 용매에 용해시키고 고분자를 회수하여 이물질이 제거된 재활용 플라스틱을 제조할 수 있다. In the conventional process of recycling plastics, waste plastics are processed into pieces and powders through crushing, crushing, and sorting steps after collection so that waste plastics can be used as raw materials. Then, in the process of recycling conventional plastics, recycled plastics from which foreign substances are removed can be produced by dissolving processed waste plastics in a solvent and recovering polymers.
그러나, 종래 플라스틱을 재활용하는 공정은 이물질이 용매에 완전히 녹지 않으면 회수되는 재활용 플라스틱에 이물질이 포함될 수 있어 원료로서의 가치가 떨어지는 문제가 있었다. However, in the conventional process of recycling plastics, if foreign substances are not completely dissolved in a solvent, foreign substances may be included in the recovered recycled plastic, resulting in a decrease in value as a raw material.
따라서, 폐플라스틱을 이용한 재생 플라스틱의 원료의 질이 저하되는 문제가 발생하였다. Therefore, the quality of the raw material of the recycled plastic using the waste plastic is degraded.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이물질을 감지하고 이물질이 포함된 영역에 레이저를 조사하여 이물질을 열팽창 또는 열수축시켜 이물질을 제거하는 폐플라스틱 처리시스템 및 그 처리 방법을 제공하고자 한다. The present invention is to solve the problems of the prior art, and to provide a waste plastic processing system and method for removing the foreign matter by detecting the foreign matter and irradiating a laser to an area containing the foreign matter to thermally expand or contract the foreign matter.
본 발명의 일 실시상태는 폐플라스틱에 포함된 이물질을 감지하는 감지 장치; 상기 감지 장치에 의해 감지된 상기 이물질이 포함된 영역에 레이저를 조사하여 상기 폐플라스틱에 포함된 고분자 및 상기 이물질 중 어느 하나 이상을 열팽창 또는 열수축시키는 레이저 장치; 및 상기 레이저에 의해 열팽창 또는 열수축되어 상기 고분자와 간극이 벌어진 상기 이물질을 고정하여 제거하는 지그를 포함하는 폐플라스틱 처리시스템을 제공한다. One embodiment of the present invention is a detection device for detecting foreign substances contained in waste plastic; a laser device for thermally expanding or contracting at least one of a polymer and foreign matter contained in the waste plastic by irradiating a laser onto an area containing the foreign matter detected by the sensing device; and a jig for fixing and removing the foreign matter that is thermally expanded or contracted by the laser and has a gap between the polymer and the polymer.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 감지 장치에서 감지된 이물질이 포함된 영역에만 상기 레이저가 조사되게 상기 레이저 장치를 제어하는 제어부를 더 포함하는 폐플라스틱 처리시스템을 제공한다. In one embodiment of the present invention, there is provided a waste plastic treatment system further comprising a control unit for controlling the laser device so that the laser is irradiated only to an area containing the foreign matter detected by the detection device.
본 발명의 다른 실시상태에 있어서, 파쇄 단계, 분쇄 단계 및 선별 단계를 포함하는 폐플라스틱 처리방법에 있어서, 상기 폐플라스틱 중 이물질이 포함된 영역에 레이저를 조사하여 상기 이물질을 열팽창 또는 열수축시키는 레이저 조사 단계 및 열팽창 또는 열수축된 상기 이물질을 지그로 고정하여 상기 폐플라스틱에 포함된 고분자와 분리하는 이물질 분리 단계를 포함하는 폐플라스틱 처리방법을 제공한다. In another embodiment of the present invention, in the waste plastic processing method including crushing, crushing, and sorting, laser irradiation is applied to a region containing foreign substances in the waste plastic to thermally expand or contract the foreign substances. and a foreign matter separation step of fixing the thermally expanded or thermally contracted foreign matter with a jig to separate it from a polymer contained in the waste plastic.
본 발명의 실시상태들에 따른 폐플라스틱 처리시스템 및 그 처리 방법에 따르면, 본 발명은 이물질을 감지하고 이물질이 포함된 영역에 레이저를 조사하여 이물질을 열팽창 또는 열수축시켜 폐플라스틱에 포함된 고분자와 이물질 사이 간극을 형성하여 이물질을 제거할 수 있다. According to the waste plastic processing system and method according to the exemplary embodiments of the present invention, the present invention detects a foreign material and irradiates a laser to an area containing the foreign material to thermally expand or contract the foreign material to polymer and foreign matter contained in the waste plastic. It is possible to remove foreign substances by forming a gap between them.
도 1은 종래 폐수 처리 공정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 폐플라스틱 처리시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 레이저 장치와 지그의 원리를 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 폐플라스틱 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a diagram showing a conventional wastewater treatment process.
2 is a block diagram showing a waste plastic treatment system according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing the principle of a laser device and a jig according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a waste plastic treatment method according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 도면은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 도면에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the drawings are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 폐플라스틱 처리시스템(100)을 도시한 개략도이다. 2 is a schematic diagram showing a waste
폐플라스틱 처리시스템(100)은 감지 장치(10), 레이저 장치(20) 및 지그(30)를 포함할 수 있다. The waste
감지 장치(10)는 폐플라스틱에 포함된 이물질을 감지할 수 있다. 폐플라스틱은 고분자와 이물질을 포함할 수 있다. 여기서, 고분자는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene, LDPE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate PET), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리염화비닐(Poly Vinyl Chloride, PVC) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 이물질은 우레탄 및 폴리스틸렌 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. The
그리고, 감지 장치(10)에 공급되는 폐플라스틱은 수거 후의 완전한 형태, 조각 형태 및 분말 형태 중 어느 하나의 형태로 공급될 수 있다. In addition, the waste plastic supplied to the
감지 장치(10)는 폐플라스틱에 광원을 조사하여 반사되는 광을 통해 이물질의 유무를 감시할 수 있다. The
감지 장치(10)는 폐플라스틱에 포함된 이물질을 감지하는 것으로, 예를 들어 광학 설비를 포함할 수 있다. The
일 실시예에 있어서, 감지 장치(10)는 센서부(도시되지 않음) 및 인식부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. In one embodiment, the
일 실시예에 따른 감지 장치(10)는 센서부로 RGB 카메라를 포함할 수 있다. RGB 카메라는 폐플라스틱의 길이 및 폭 방향을 따라 영상을 촬영할 수 있다. RGB 카메라는 폐플라스틱 전체의 영상을 촬영한 후, 이미지 데이터를 추출할 수 있다. The
인식부는 고분자와 이물질에 해당하는 RGB 색상 코드가 저장되어 있고, RGB 카메라에 의해 추출된 이미지 데이터를 바탕으로 기 저장된 RGB 색상 코드를 이용하여 폐플라스틱 중 이물질이 포함된 위치 및 이물질 양을 인식할 수 있다. The recognition unit stores RGB color codes corresponding to polymers and foreign substances, and can recognize the location and amount of foreign substances in waste plastic using the pre-stored RGB color codes based on the image data extracted by the RGB camera. there is.
예를 들어, 인식부에 저장된 고분자의 RGB 색상 코드는 R-255, G-255, B-255(R=Red, G=Green, B=Black)일 수 있다. For example, the RGB color codes of the polymer stored in the recognition unit may be R-255, G-255, and B-255 (R=Red, G=Green, B=Black).
다른 실시예에 있어서, 감지 장치(10)는 폐플라스틱에 광을 조사하고, 반사되는 반사광을 이용하여 이물질을 감지할 수 있다. In another embodiment, the
감지 장치(10)는 광원(도시되지 않음), 센서부(도시되지 않음) 및 이물감지부(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. The
광원은 폐플라스틱에 광을 조사할 수 있다. 광원은 레이저, 점조명 또는 광섬유를 사용할 수 있고, 광원에서 조사되는 광은 LED, 적외선, 자외선 등을 포함할 수 있다. The light source may irradiate light to the waste plastic. The light source may use a laser, point light, or optical fiber, and the light emitted from the light source may include LED, infrared, or ultraviolet light.
광원은 기울임 없이 폐플라스틱 표면과 직선으로 광을 조사하거나, 폐플라스틱 표면과 일정 각도의 입사각을 가지도록 광을 조사할 수 있다. 즉, 광원에서 조사되는 광은 10° 내지 90°의 입사각을 가질 수 있다. The light source may radiate light in a straight line with the waste plastic surface without inclination, or may radiate light to have a predetermined angle of incidence with the waste plastic surface. That is, light emitted from the light source may have an incident angle of 10° to 90°.
본 발명에 따른 폐플라스틱 처리시스템(100)은 폐플라스틱을 이동시키는 이동부(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. The waste
그리고, 광원은 폐플라스틱이 이동하는 방향의 수직 방향으로 하나 이상이 구비될 수 있다. 즉, 이동부가 폐플라스틱을 이동시키는 방향이 x축 방향이면, 광원은 z축 방향으로 나열되어 위치될 수 있다. 따라서, 광원은 폐플라스틱의 폭(z) 및 길이(x) 모든 표면에 빠짐없이 광을 조사할 수 있다. In addition, one or more light sources may be provided in a direction perpendicular to the direction in which the waste plastic moves. That is, if the direction in which the moving unit moves the waste plastic is the x-axis direction, the light sources may be aligned in the z-axis direction. Therefore, the light source can irradiate light to all surfaces of the width (z) and length (x) of the waste plastic.
센서부는 폐플라스틱에서 반사되는 반사광을 감지할 수 있다. 센서부는 다양한 광 검출 센서를 제한 없이 사용하여 구성할 수 있지만, 예를 들어, 센서부는 카메라를 포함할 수 있다. 따라서, 센서부는 감지된 반사광을 기초로 폐플라스틱에 포함된 조성물을 이미지화 할 수 있고, 후술되는 이물감지부가 상기 이미지를 분석하여 이물의 사이즈, 형상, 위치 등을 확인할 수 있다. The sensor unit may detect reflected light reflected from the waste plastic. The sensor unit may be configured using various light detection sensors without limitation, but, for example, the sensor unit may include a camera. Accordingly, the sensor unit may image the composition included in the waste plastic based on the detected reflected light, and the foreign material detection unit to be described below may analyze the image to determine the size, shape, location, and the like of the foreign material.
본 발명에 따른 감지 장치(10)는 광원이 선 또는 라인 형태로 위치됨으로, 센서부 또한 선 또는 라인 형태로 나열될 수 있다. 즉, 센서부는 하나 이상 포함되어, 폐플라스틱의 이동 방향과 수직이 되는 방향으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 센싱부는 폐플라스틱의 폭(z) 방향으로 길게 연장된 형태로 구비되거나, 복수개의 센서부가 폐플라스틱의 폭(z) 방향으로 일렬로 나열되어 구비될 수 있다. In the
그리고, 센서부는 광원을 기준으로 대칭되는 위치에 구비될 수 있다. 라인 형태로 위치 또는 나열된 센서부는 광원을 기준으로 폐플라스틱의 이동 방향과 이동 반대 방향에 각각 구비될 수 있다. And, the sensor unit may be provided at a symmetrical position with respect to the light source. The sensor units located or arranged in a line shape may be provided respectively in a moving direction of the waste plastic and in a direction opposite to the moving direction based on the light source.
이물감지부는 센서부를 통해 감지된 반사광을 통해 폐플라스틱 내의 이물질 존재 여부 및 위치를 감지할 수 있다. The foreign matter detection unit may detect the presence and location of foreign matter in the waste plastic through reflected light detected through the sensor unit.
예를 들어, 폐플라스틱 일 부분이 이물질 표면에 고분자가 위치될 경우, 이물감지부는 폐플라스틱의 상면에서 반사된 표면 반사광에 형성되는 이미지와 폐플라스틱 내부에서 1회 굴절된 1차 내부 반사광에 의해 형성된 이미지를 비교하여 폐플라스틱의 표면과 내부에 위치된 물질이 상이하다는 것을 판단할 수 있다. For example, when a polymer is placed on the surface of a foreign substance in a part of waste plastic, the foreign matter detection unit is formed by the image formed on the surface reflection light reflected from the top surface of the waste plastic and the first internal reflection light refracted once inside the waste plastic. By comparing the images, it can be determined that the material located on the surface and inside of the waste plastic is different.
그리고, 이물감지부는 폐플라스틱의 표면에서 반사된 반사광과 내부 반사광의 굴절 각도를 분석하여 폐플라스틱의 표면과 내부에 위치된 조성물의 종류를 분석할 수 있다. 즉, 이물감지부는 센서부에서 측정된 반사광의 굴절 각도를 기초로, 폐플라스틱 표면에 고분자가 위치되어 있고, 내부에 이물질이 위치되어 있다고 판단할 수 있다. In addition, the foreign matter detection unit may analyze the type of composition located on the surface and inside of the waste plastic by analyzing the refraction angle of the reflected light reflected from the surface of the waste plastic and the internally reflected light. That is, the foreign matter detection unit may determine that a polymer is located on the surface of the waste plastic and a foreign material is located therein, based on the refraction angle of the reflected light measured by the sensor unit.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 레이저 장치(20)와 지그(30)의 원리를 나타낸 모식도이다. 3 is a schematic diagram showing the principle of a
폐플라스틱에 포함된 이물질은 열을 받아 온도가 증가되면 부피가 증가하거나 감소될 수 있다. 따라서, 레이저 장치(20)는 감지 장치(10)에 의해 감지된 이물질이 포함된 영역에 레이저를 조사하여 고분자 및 이물질 중 어느 하나 이상을 열팽창 또는 열수축시킬 수 있다. Foreign substances included in waste plastics can increase or decrease in volume when the temperature is increased by receiving heat. Accordingly, the
예를 들어, 폐플라스틱은 고분자로 폴리염화비닐(Poly vinyl chloride, PVC)을 포함할 수 있다. 그리고, 폐플라스틱은 이물질로 폴리스티렌 및 우레탄을 포함할 수 있는데, 이때, 우레탄은 폴리우레탄이 포함될 수 있다. For example, waste plastics may include polyvinyl chloride (PVC) as a polymer. In addition, the waste plastic may include polystyrene and urethane as foreign substances, and in this case, the urethane may include polyurethane.
폴리염화비닐의 열팽창 계수는 50.4×10-6m/m k 이고, 폴리스티렌은 70×10-6m/m k, 폴리우레탄은 57.6×10-6m/m k 이다. The thermal expansion coefficient of polyvinyl chloride is 50.4×10 -6 m/mk, polystyrene is 70×10 -6 m/mk, and polyurethane is 57.6×10 -6 m/mk.
즉, 레이저 장치(20)는 고분자 및 이물질을 열팽창 시킬 수 있고, 폐플라스틱은 고분자와 이물질의 열팽창 계수 차이에 의한 응력이 유발되면서 고분자와 이물질 사이의 접착력이 약화될 수 있다. That is, the
레이저 장치(20)는 이물질에 열을 가할 수 있다면 한정하지 않으나, 예를 들어, 레이저 장치(20)는 적외선 레이저(Infrared Laser, IR Laser) 또는 이산화탄소가스 레이저를 포함할 수 있다. The
폐플라스틱에 포함된 고분자와 이물질은 열팽창계수 차이에 의한 응력이 계면 접착력보다 커지면서 이들이 분리될 수 있다. 그 결과, 고분자와 이물질 사이에 간극(gap)이 형성될 수 있다. Polymers and foreign substances contained in waste plastics can be separated as the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient exceeds the interfacial adhesive force. As a result, a gap may be formed between the polymer and the foreign material.
레이저 장치(20)는 350㎚ 내지 10400㎚의 파장일 수 있고, 바람직하게는, 1064㎚ 내지 9800㎚의 파장일 수 있다. The
레이저 장치(20)가 적외선 레이저일 경우, 레이저 장치(20)는 1064㎚ 내지 9800㎚의 파장일 수 있다. 그리고, 레이저 장치(20)가 이산화탄소가스 레이저일 경우, 9800㎚ 내지 10400㎚의 파장일 수 있다. When the
레이저 장치(20)에서 조사되는 레이저의 파장이 350㎚ 미만이면, 레이저 장치(20)에서 조사되는 레이저의 파장이 짧아져 폐플라스틱이 과도하게 가열되고, 폐플라스틱이 기화되어 유독성 가스가 발생될 수 있다. If the wavelength of the laser irradiated from the
그리고, 레이저의 파장이 10400㎚를 초과하면, 레이저의 파장이 길어져 에너지 밀도가 낮아지고, 이물질이 열팽창 또는 열수축되지 않는 문제가 발생할 수 있다. In addition, when the wavelength of the laser exceeds 10400 nm, the wavelength of the laser becomes longer, the energy density is lowered, and a problem in that the foreign material does not thermally expand or contract may occur.
지그(30)는 레이저에 의해 열팽창 또는 열수축되어 폐플라스틱에 포함된 고분자와 간극이 벌어진 이물질을 고정하여 제거할 수 있다. 지그(30)는 이물질을 고정할 수 있다면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 집게 형태, 일정 거리 이격되어 위치된 한 쌍의 가압 모듈을 포함할 수 있다. The
그리고, 본 발명에 따른 폐플라스틱 처리시스템(100)은 레이저 장치(20) 및 지그(30)를 제어할 수 있는 제어부(40)를 더 포함할 수 있다. In addition, the waste
레이저 장치(20)는 폐플라스틱의 폭(z) 또는 길이(x) 방향으로 연장되어 구비되거나, 폐플라스틱의 폭(z) 및 길이(x) 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 이동할 수 있다. 그리고, 지그(30)는 폐플라스틱의 폭(z) 및 길이(x) 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 이동할 수 있다. The
제어부(40)는 감지 장치(10)에서 감지, 측정 및 분석된 데이터를 기초로 레이저 장치(30) 및 지그(30)를 제어할 수 있다. The
예를 들어, 감지 장치(10)가 폐플라스틱 중 이물질이 포함된 영역을 감지하면, 제어부(40)는 레이저 장치(30) 및 지그(30)를 상기 영역으로 이동시킬 수 있다. 그리고, 제어부(40)는 상기 영역에 포함된 이물질을 열팽창시키기 위해 레이저 장치(30)의 레이저 조사 방향, 레이저를 조사하는 레이저의 수 등을 제어하여 상기 영역에만 레이저를 조사할 수 있다. 폐플라스틱에 포함된 고분자와 이물질 사이 간극이 발생하게 되면, 제어부(40)는 지그(30)를 이물질에 고정시키고, 지그(30)를 고분자 위치와 반대되는 방향으로 이동시켜 물리적으로 이물질을 고분자와 분리시킬 수 있다. For example, when the
본 발명에 따른 폐플라스틱 처리시스템(100)은 전처리부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 전처리부는 폐플라스틱을 감지 장치(10)에 공급하기 전 전처리하는 것으로, 폐플라스틱을 파쇄, 분쇄 및 선별 중 어느 하나 이상을 실시할 수 있다. The waste
전처리부는 수거한 폐플라스틱을 파쇄하여 작은 조각형태로 절단할 수 있다. 전처리부는 절단되어 조각 형태인 폐플라스틱을 더 작은 크기로 분쇄할 수 있다. 전처리부는 폐플라스틱을 5 mm 내지 15 mm의 크기로 분쇄할 수 있다. 그리고, 전처리부는 파쇄 및 분쇄된 플라스틱 조각들 중 크기가 5 mm 내지 15 mm 범위에 포함되지 않는 조각을 분류 및 선별할 수 있다. The pre-processing unit can crush the collected waste plastic and cut it into small pieces. The pre-processing unit can be cut to crush the waste plastic in the form of pieces into smaller sizes. The pre-processing unit can crush waste plastic into a size of 5 mm to 15 mm. Also, the preprocessing unit may classify and select pieces whose sizes do not fall within the range of 5 mm to 15 mm among the crushed and pulverized plastic pieces.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 폐플라스틱 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a waste plastic treatment method according to an exemplary embodiment of the present invention.
폐플라스틱 처리 방법은 크게 파쇄 단계(S10), 분쇄 단계(S20) 및 선별 단계(S30)를 포함할 수 있다. 그리고, 파쇄 단계(S10) 전단, 파쇄 단계(S10)와 분쇄 단계(S20) 사이 및 분쇄 단계(S20)와 선별 단계(S30) 사이 중 어느 하나의 순서에서 이물질 감지 단계(S1), 레이저 조사 단계(S2) 및 이물질 분리 단계(S3)를 실시할 수 있다. The waste plastic treatment method may largely include a crushing step (S10), a crushing step (S20), and a sorting step (S30). And, in any one of the order of the front of the crushing step (S10), between the crushing step (S10) and the crushing step (S20), and between the crushing step (S20) and the sorting step (S30), the foreign matter detection step (S1), the laser irradiation step (S2) and foreign matter separation step (S3) may be performed.
파쇄 단계(S10)는 수거한 폐플라스틱을 파쇄 장치를 이용하여 작은 조각형태로 절단할 수 있다. 분쇄 단계(S20)는 파쇄 단계(S10) 이후 조각형태의 폐플라스틱을 더 작은 크기로 분쇄할 수 있다. 분쇄 단계(S20)는 폐플라스틱을 5 mm 내지 15 mm의 크기로 분쇄할 수 있다. 선별 단계(S30)는 파쇄 및 분쇄된 플라스틱 조각들 중 크기가 5 mm 내지 15 mm 범위에 포함되지 않는 조각을 분류할 수 있다. In the crushing step (S10), the collected waste plastic may be cut into small pieces using a crushing device. In the crushing step (S20), the waste plastic in the form of pieces after the crushing step (S10) may be crushed into a smaller size. In the crushing step (S20), the waste plastic may be crushed into a size of 5 mm to 15 mm. In the sorting step (S30), among the crushed and pulverized plastic pieces, pieces whose size does not fall within the range of 5 mm to 15 mm may be classified.
이물질 감지 단계(S1)Foreign matter detection step (S1)
본 발명의 일 실시상태에 따른 이물질 감지 단계(S1)는 폐플라스틱을 스캔하여 이물질이 포함된 영역을 감지할 수 있다. In the foreign matter detection step ( S1 ) according to an exemplary embodiment of the present invention, an area containing the foreign matter may be detected by scanning the waste plastic.
이물질 감지 단계(S1)는 폐플라스틱 표면에 광을 조사하여 반사되는 반사광을 기초로 폐플라스틱의 위치 별 조성물을 이미지로 제공할 수 있다. 이물질 감지 단계(S1)는 RGB 카메라를 이용해 폐플라스틱 전체를 촬영하여 제공되는 이미지의 색상차이를 통해 이물질이 포함된 위치를 인식하거나, 광의 입사 각도에 비해 반사광이 어느 정도 각도로 반사되는가에 따라 폐플라스틱에 포함된 이물질의 위치를 감지할 수 있다. 따라서, 이물 감지 단계(S1)는 폐플라스틱에 이물질이 포함된 위치를 감지하고 폐플라스틱에 이물질이 차지하고 있는 넓이를 계산할 수 있다. In the foreign matter detection step (S1), a composition for each location of the waste plastic may be provided as an image based on the reflected light reflected by irradiating light onto the surface of the waste plastic. In the foreign matter detection step (S1), the entire waste plastic is photographed using an RGB camera and the location containing the foreign matter is recognized through the color difference of the image provided, or the waste plastic is detected at an angle relative to the incident angle of light. It can detect the location of foreign substances contained in plastic. Therefore, in the foreign matter detecting step (S1), the position where the foreign matter is included in the waste plastic may be detected and the area occupied by the foreign matter in the waste plastic may be calculated.
이물질 감지 단계(S1)는 수거 후의 완전한 형태, 조각 형태 및 분말 형태 중 어느 하나의 형태의 폐플라스틱을 스캔할 수 있다. In the foreign matter detection step (S1), the collected waste plastic may be scanned in any one of a complete form, a piece form, and a powder form.
레이저 조사 단계(S2)Laser irradiation step (S2)
레이저 조사 단계(S2)는 이물질 감지 단계(S1)에 의해 감지된 이물질이 포함된 폐플라스틱 영역에 레이저를 조사하여 고분자 및 이물질 중 어느 하나 이상을 열팽창 또는 열수축시킬 수 있다. In the laser irradiation step (S2), at least one of the polymer and the foreign substance may be thermally expanded or contracted by irradiating a laser to the waste plastic region containing the foreign substance detected by the foreign matter detection step (S1).
폐플라스틱에 포함된 고분자와 이물질은 열팽창 계수가 상이하고, 따라서, 고분자와 이물질이 팽창되는 부피에도 차이가 생길 수 있다. Polymers and foreign substances included in waste plastic have different coefficients of thermal expansion, and thus, a difference may occur in the expansion volume of the polymer and foreign substances.
그리고, 폐플라스틱에 포함된 이물질은 두 개 이상의 조성물이 포함될 수 있다. 이물질에 포함된 조성물들은 열팽창 계수가 상이하고, 따라서, 이물질이 팽창되는 부피에도 차이가 생길 수 있다. In addition, two or more foreign substances included in the waste plastic may be included. Compositions included in the foreign material have different coefficients of thermal expansion, and thus, a difference may occur in the expansion volume of the foreign material.
레이저 조사 단계(S2)는 상기와 같은 고분자와 이물질 사이 열팽창 계수 차이에 의해 고분자와 이물질 사이 간극을 발생시키거나, 두 개 이상의 이물질의 열팽창 계수 차이에 의해 이물질의 표면에 굴곡이 형성될 수 있고, 이물질 표면의 굴곡에 의해 이물질과 고분자 사이 접착력이 감소될 수 있다. In the laser irradiation step (S2), a gap may be generated between the polymer and the foreign material due to the difference in thermal expansion coefficient between the polymer and the foreign material, or a curve may be formed on the surface of the foreign material due to the difference in thermal expansion coefficient between two or more foreign materials. Adhesion between the foreign material and the polymer may be reduced by bending the surface of the foreign material.
그리고, 레이저 조사 단계(S2)는 이물질 감지 단계(S1)에 의해 감지된 이물질이 포함된 폐플라스틱 영역에만 레이저가 조사될 수 있게, 레이저 장치의 위치, 레이저 조사 각도, 레이저의 온오프를 제어할 수 있다. And, in the laser irradiation step (S2), the position of the laser device, the laser irradiation angle, and the on/off of the laser can be controlled so that the laser can be irradiated only on the waste plastic area containing the foreign matter detected by the foreign matter detection step (S1). can
이물질 분리 단계(S3)Foreign matter separation step (S3)
이물질 분리 단계(S3)는 열팽창 또는 열수축된 이물질을 지그로 고정하여 폐플라스틱에 포함된 고분자와 분리할 수 있다. 이물질 분리 단계(S3)는 이물질 감지 단계(S1)에서 감지된 이물질이 포함된 영역으로 지그의 위치를 조절할 수 있다. In the foreign matter separation step (S3), the thermally expanded or thermally contracted foreign matter may be separated from the polymer contained in the waste plastic by fixing it with a jig. In the foreign matter separation step (S3), the position of the jig may be adjusted to an area containing the foreign matter detected in the foreign matter detection step (S1).
이물질 분리 단계(S3)는 지그로 이물질을 고정한 후, 지그를 이동시켜 물리적으로 이물질을 제거할 수 있다. In the foreign matter separation step (S3), the foreign matter may be physically removed by moving the jig after fixing the foreign matter with a jig.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.
100: 폐플라스틱 처리시스템
10: 감지 장치
20: 레이저 장치
30: 지그
40: 제어부 100: waste plastic treatment system
10: sensing device
20: laser device
30: jig
40: control unit
Claims (11)
상기 감지 장치에 의해 감지된 상기 이물질이 포함된 영역에 레이저를 조사하여 상기 폐플라스틱에 포함된 고분자 및 상기 이물질 중 어느 하나 이상을 열팽창 또는 열수축시키는 레이저 장치; 및
상기 레이저에 의해 열팽창 또는 열수축되어 상기 고분자와 간극이 벌어진 상기 이물질을 고정하여 제거하는 지그
를 포함하는 폐플라스틱 처리시스템.
A detection device for detecting foreign substances contained in waste plastic;
a laser device for thermally expanding or contracting at least one of a polymer and foreign matter contained in the waste plastic by irradiating a laser onto an area containing the foreign matter detected by the sensing device; and
A jig that fixes and removes the foreign matter that is thermally expanded or contracted by the laser and has a gap between the polymer and the polymer.
Waste plastic treatment system comprising a.
The waste plastic treatment system according to claim 1, wherein the laser device includes an infrared laser or a carbon dioxide gas laser.
The waste plastic processing system according to claim 1, wherein the laser device emits a laser having a wavelength of 350 nm to 10400 nm.
The waste plastic treatment system of claim 1, wherein the foreign material includes at least one of urethane and polystyrene.
The waste plastic processing system according to claim 1, further comprising a control unit controlling the laser device so that the laser is radiated only to an area containing the foreign matter detected by the detection device.
The waste plastic treatment system according to claim 1, further comprising a pre-processing unit that performs at least one of crushing, crushing, and sorting of the waste plastic.
상기 폐플라스틱 중 이물질이 포함된 영역에 레이저를 조사하여 상기 이물질을 열팽창 또는 열수축시키는 레이저 조사 단계 및
열팽창 또는 열수축된 상기 이물질을 지그로 고정하여 상기 폐플라스틱에 포함된 고분자와 분리하는 이물질 분리 단계
를 포함하는 폐플라스틱 처리방법.
In the waste plastic treatment method comprising a crushing step, a crushing step, and a sorting step,
A laser irradiation step of thermally expanding or contracting the foreign material by irradiating a laser to a region containing the foreign material in the waste plastic; and
Foreign matter separation step of fixing the thermally expanded or thermally contracted foreign matter with a jig to separate it from the polymer contained in the waste plastic
Waste plastic treatment method comprising a.
The waste plastic processing method of claim 7, further comprising a foreign matter detection step of scanning the waste plastic and detecting an area containing the foreign matter.
The method of claim 7, wherein the laser irradiation step and the foreign matter separation step are performed before the crushing step.
The method of claim 7, wherein the laser irradiation step and the foreign matter separation step are performed after the crushing step and before the crushing step.
The method of claim 7, wherein the laser irradiation step and the foreign matter separation step are performed after the crushing step and before the sorting step.
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KR20110021781A (en) | 2008-05-09 | 2011-03-04 | 솔베이(소시에떼아노님) | Process for recycling articles based on a fibre reinforced polymer |
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