KR101865747B1 - 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치에 관한 것으로서, 원료개량수단과 압출수단과 냉각수단과 절단수단과 선별수단 및 포장수단으로 구성되는 각 수단들의 유기적 결합관계 및 기능을 부여함으로써, 단위시간당 제조시간을 단축하여 제품경쟁력을 강화하는 데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 원료개량수단과, 압출수단과, 냉각수단과, 절단수단과, 선별수단 및 포장수단으로 구성되어 폐폴리프로필렌을 펠릿형태로 재생폴리프로필렌을 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치{SYSTEM OF MANUFACTURING THE RECYCLING POLYPROPYLENE}

본 발명은 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 원료개량수단과 압출수단과 냉각수단과 절단수단과 선별수단 및 포장수단으로 구성되는 각 수단들의 유기적 결합관계 및 기능을 부여함으로써, 단위시간당 제조시간을 단축하여 제품경쟁력을 강화하는 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 일상생활과 밀접하게 다양한 산업분야에 걸쳐 응용 및 활용되고 있는 플라스틱은 열이나 압력으로 소성변형을 일으켜 성형할 수 있는 석유화학 고분자 화합물을 통칭하며, 크게 열가소성 수지와 열경화성 수지로 구분된다.

여기서 사슬형 분자구조의 열가소성 수지는 열을 가하면 소성변형을 일으키지만 냉각하면 가역적으로 단단해지는 성질을 가짐으로써, 재가열하여 그 형태를 능률적으로 가공할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 열가소성 수지에는 폴리프로필렌, 나일론, ABS, 폴리에틸렌 등이 있다.

한편, 폐 플라스틱을 재활용하는 경우 제품의 단가가 저렴해지고, 환경부담금 등 처리비용을 절감할 수 있는 이점이 있으며, 갈수록 환경보호주의가 대두됨에 따라 용도에 맞는 양호한 품질의 재활용 플라스틱을 제조하는 방법에 대한 관심과 수요가 증가되고 있는 추세이다.

특히, 프로필렌을 중합하여 얻어지는 폴리프로필렌은 성형시의 유동성 및 치수 안정성이 우수하고, 내약품성, 기계적 성질 등이 뛰어나므로, 전기기기의 하우징, 자동차 부품, 가정잡화, 용기 등의 원료로 폭넓게 사용되는 대표적인 열가소성 수지이다.

그러나, 폴리프로필렌이 재활용되는 경우, 열처리 과정에 의해 고분자 사슬간의 결정성 강화로 초기 상태의 폴리프로필렌보단 신율, 굴곡강도에 해당하는 기계적 물성 및 충격 강도가 감소되는 변화가 발생한다.

종래에는 이러한 물성저하현상을 보완하기 위하여 EDPM 등 열가소성 고무성분을 첨가하기도 하였으나, 비교적 높은 중량비가 함유되어야 하고, 그 결과 다른 물성의 예기치 않은 변화를 야기하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 재생 폴리프로필렌 펠릿의 제조장치에는 폐폴리프로필렌에 대한 혼련이 원활하게 수행되지 못하여 재생폴리프로필렌에 대한 신뢰성이 저하되고, 이러한 문제점에 의해 재활용 효율성이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-341507호(2004.02.11. 공고) 대한민국 특허공보 제10-770804호(2007.10.26. 공고) 대한민국 특허공보 제10-1722406호(2017.04.03. 공고)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 원료개량수단과 압출수단과 냉각수단과 절단수단과 선별수단 및 포장수단으로 구성되는 각 수단들의 유기적 결합관계 및 기능을 부여함으로써, 단위시간당 제조시간을 단축하여 제품경쟁력을 강화하는 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원료개량수단과, 압출수단과, 냉각수단과, 절단수단과, 선별수단 및 포장수단으로 구성되어 폐폴리프로필렌을 펠릿형태로 재생폴리프로필렌을 제조하는 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치에 있어서, 원료개량수단은 제1 및 제2원료투입부를 통해 99.05 ~ 99.15 중량부의 폐폴리프로필렌과 0.85 ~ 0.95 중량부의 첨가제의 조성비율로 개량하여 주호퍼를 통해 하방의 믹싱부로 투입시켜 교반작용을 통해 혼합재료를 형성하고; 상기 믹싱부는 몸체와, 상기 몸체의 상단에 구성되어 혼합재료에 대한 건조 및 이물질을 제거하는 건조부재와, 상기 건조부재의 하방에 구성되어 혼합재료를 교반시켜 균일한 분포가 이루어지도록 하는 교반부재를 포함하며; 상기 건조부재는 혼합재료보다 작은 크기를 가지는 타공이 형성되는 타공판과, 상기 타공판의 하방에 구성되는 배수판과 상기 타공판의 일측에 구성되어 상기 타공판에 진동이 발생되도록 하는 진동자 및 상기 몸체의 일측에 구성되어 상기 타공판에 풍력을 제공하는 송풍부재로 구성되어, 상기 타공판에 위치되는 혼합재료에 포함된 이물질 및 수분을 건조시키도록 하고; 상기 압출수단은 압출력을 제공하는 구동부와, 원료개량수단을 통해 혼합재료를 제공받는 재료투입부와, 상기 재료투입부를 통해 혼합재료를 제공받아 이를 용융과 교반시키는 압출부 및 상기 압출부를 통해 압출되는 혼합재료가 선형형태의 가닥으로 압출되도록 하는 토출부를 포함하며; 상기 압출부는 1 내지 3구간으로 구별되게 구성되는 챔버와, 상기 챔버 내에 구성되고 복열로 배열되는 복수의 회전축 및 상기 복수의 회전축 각각에 구성되어 용융된 혼합재료를 교반시키는 다수의 교반블록으로 구성되고; 상기 압출부의 일측에는 용융된 혼합재료에 첨가제를 주입시키도록 하는 첨가제 투입부를 포함하며; 상기 냉각수단은 일정량의 냉각수가 저장되는 수조 및 상기 수조에 구성되어 선형의 가닥들이 원활하게 냉각이 이루어지도록 하는 다수의 롤부재를 포함하고; 상기 절단수단은 하우징과, 상기 하우징 내에 구성되는 지지롤과, 상기 지지롤의 하방에 구성되어 가닥을 일정크기로 절단시켜 재생폴리프로필렌 펠릿이 제조되도록 하는 커터와, 상기 하우징의 진입부 외측에 구성되고 진동소자에 의해 진동되어 가닥에 묻어있는 수분이 신속히 제거되도록 하는 제1유도롤과, 상기 제1유도롤에서 가닥을 제공받아 상기 지지롤과 커터 사이로 가닥이 진입되도록 유도하는 제2유도롤 및 상기 제1유도롤을 통해 유도되는 가닥에 풍력을 제공하여 수분의 건조가 신속히 이루어지도록 하는 송풍부를 포함하며; 상기 선별수단은 재생폴리프로필렌 펠릿의 크기보다 작은 구멍을 가지는 매쉬망과, 상기 매쉬망의 일측에 구성되는 진동부와, 상기 매쉬망 상에 구성되어 철가루를 자착시키는 막대자석 및 상기 매쉬망의 일측에 구성되어 재생폴리프로필렌 펠릿이 수집되도록 하여 포장수단으로 공급되도록 하는 수집부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 챔버의 1구간은 180 ~ 200℃이고, 2구간은 250 ~ 300℃이며, 3구간은 220 ~ 240℃로 혼합재료를 용융시키고, 상기 교반블록은 제1나선블록과, 상기 제1나선블록의 피치보다 작은 피치를 가지는 제2나선블록과, 역방향으로 교반작용이 일어나도록 하는 역방향블록과, 제자리 교반이 이루어지도록 하는 캠블록 및 트위스트 캠블록를 포함하고; 상기 1구간은 제1 및 제2나선블록의 조합으로 구성되며; 상기 2구간은 제2나선블록과 캠블록의 조합으로 구성되고; 상기 3구간은 제1 및 제2나선블록과 역방향블록 및 트위스트캠블록의 조합으로 구성;되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 냉각수단의 수조는 15 ~ 20℃의 냉각수가 저장되는 제1수조, 및 25 ~ 30℃의 냉각수가 저장되는 제2수조를 포함하고; 상기 제1수조에 구성되는 롤부재는 후단 하방에 구성되는 제1롤과, 상기 제1롤에서 선단측으로 일정간격 이격되게 구성되는 제2롤과, 상기 제2롤에서 후단측으로 일정간격 이격되게 구성되는 제3롤과, 상기 제1수조의 선단측 상단에 구성되어 가닥이 일부가 외부로 노출되도록 보조롤에 지지되는 제4롤이 구성되며; 상기 제2수조에 구성되는 롤부재는 제2수조의 후단 하방에 구성되는 제5롤과, 상기 제2수조의 후단측 상단에 구성되어 가닥의 일부가 외부로 노출되도록 하는 제6롤과, 후단측 하방에 구성되는 제7롤과, 상기 제7롤과 일정간격으로 선단측 하방에 구성되는 제8롤 및 제2수조의 상단에 구성되어 가닥이 절단수단에 안정적으로 제공되도록 지지하는 제9롤;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 원료개량수단과 압출수단과 냉각수단과 절단수단과 선별수단 및 포장수단으로 구성되는 각 수단들의 유기적 결합관계 및 기능을 부여함으로써, 단위시간당 제조시간을 단축하여 제품경쟁력을 강화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제조장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 원료개량수단의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 건조부재의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 압출수단의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 압출부의 측단면 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 교반블록의 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 냉각수단의 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 절단수단의 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 선별수단의 구성도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 재생폴리프로필렌 펠릿 제조장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 원료계량수단(10)과, 압출수단(20)과, 냉각수단(30)과, 절단수단(40)과, 선별수단(50) 및 포장수단(60)이 순차적으로 구성되어, 재생폴리프로필렌 펠릿을 제조한다.

상기 원료계량수단(10)은 폐폴리프로필렌 및 첨가제에 대한 조성비율에 맞춰 원료가 투입되도록 계량하는 수단이다.

상기 폐폴리프로필렌은 수거된 폐폴리프로필렌을 펠릿형태로 제작하여 정확한 계량이 이루어지도록 한다. 이 경우, 상기 폐폴리프로필렌은 재생가공공장 등에서 펠릿화시킨 것을 납품받아 사용한다.

상기 첨가제는 물성보강제로서, 테레프탈레이트 에틸렌으로서, 폐폴리프로필렌 99.05 ~ 99.15 중량부 및 첨가제 0.85 ~ 0.95 중량부로 조성된다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 재생폴리프로필렌에 대한 기능성을 확보할 수 있도록 하는 첨가제이면 어느 것이든 사용 가능하다.

여기에서, 재생폴리프로필렌은 150% 신율과, 35MPa 이상의 굴곡강도 또는 1000MPa 굴곡탄성율 및 70J/m 이상의 충격강도를 가진다.

상기 원료계량수단(10)은 제1 및 제2원료투입부(110)(120)와, 주호퍼(130) 및 믹싱부(140)로 구성된다.

상기 제1원료투입부(110)는 펠릿형태의 폐폴리프로필렌을 정량 공급하도록 하는 기능을 수행한다.

상기 제2원료투입부(120)는 첨가제를 정량 공급하도록 하는 기능을 수행한다.

상기 제1 및 제2원료투입부(110)(120)는 공통적으로, 재료를 저장하는 저장조(112)(122), 및 상기 저장조(112)(122)의 일측에 구성되어 주호퍼(130)로 재료가 정량투입되도록 이송시키는 이송부재(114)(124)로 구성된다.

상기 이송부재(114)(124)는 내측에 이송스크류가 구성되어, 상기 저장조(112)(122)에 저장된 재료를 일정량 이송시키도록 한다.

이 경우, 상기 이송부재(114)(124)의 이송량 제어는 제어부를 통해 상기 이송부재(114)(124) 내에 구성된 이송스크류의 회전수 등을 제어함으로써, 정량 공급을 제어하게 된다.

상기 주호퍼(130)는 상기 제1 및 제2원료투입부(110)(120)를 통해 제공되는 원료를 수집하여 1차 혼합이 이루어진 상태로 믹싱부(140)로 제공하는 기능을 수행한다.

상기 믹싱부(140)는 상기 주호퍼(130)를 통해 제공되는 1차 혼합된 재료를 교반하여 2차 혼합된 상태로 압출수단(20)으로 제공되도록 하는 기능을 수행한다.

상기 믹싱부(140)는 몸체(142)와, 상기 몸체(142)의 내측에 구성되고, 상, 하로 양분되게 구성되는 건조부재(144) 및 교반부재(146)로 구성된다.

상기 몸체(142)의 상단 일측에는 주호퍼(130)를 통해 제공되는 혼합재료가 투입되는 투입구(1422) 및 하단 일측에 구성되어 상기 교반부재(146)를 통해 교반 완료된 혼합재료를 토출시켜 압출수단(20)로 진입시키도록 하는 토출구(1424)가 구성된다.

상기 토출구(1424)에는 상기 교반부재(146)를 통해 교반이 완료된 후 압출수단(20)으로 한번에 토출되도록 상기 토출구(1424)를 개폐하는 개폐장치가 구성된다.

상기 개폐장치는 상기 토출구(1424)의 개폐동작을 통해 혼합재료가 한 번에 투입되도록 하는 구성이면 어느 것이든 사용 가능하다.

또한, 상기 몸체(142)의 토출구(1424)는 상기 몸체(142)의 하단부 전체가 개폐되도록 개폐장치가 구성될 수 있다.

상기 건조부재(144)는 상기 몸체(142)의 상단부에 구성되고 혼합재료를 건조시켜, 수분에 의한 압출불량 또는 이물질의 함량을 최소화시키도록 한다.

상기 건조부재(144)는 타공판(1442)과, 상기 타공판(1442)의 하단에 일정간격 이격되게 구성되는 배수판(1444)과, 상기 타공판(1442)에 진동을 제공하는 진동자(1446) 및 열풍을 제공하는 송풍부재(1448)로 구성된다.

상기 타공판(1442)은 상기 주호퍼(130)를 통해 제공되는 혼합재료를 제공받아 일정위치로 이송시키면서 상기 혼합재료에 흡착되거나 섞여있는 수분 또는 이물질이 탈락되어 하방의 배수판(1444)에 수집되도록 유도하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 타공판(1442)의 타공크기는 폐폴리프로필렌 및 첨가제의 펠릿의 크기보다 작게 구성되어 임의로 펠릿이 하방으로 낙하되지 않도록 한다.

또한, 상기 타공판(1442)은 타공형상의 판 또는 매쉬망 형태로 구성될 수 있는 것으로서, 혼합재료에서 탈락된 수분 또는 이물질이 하방으로 수집되도록 할 수 있는 크기 또는 형상이나 구조이면 어느 것이든 사용 가능하다.

상기 배수판(1444)는 상기 타공판(1442)의 하방에 일정간격 이격되게 구성되어 혼합재료에서 탈락된 수분 또는 이물질을 수집하도록 하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 배수판(1444)은 일정각도 기울어지도록 구성되어, 수집되는 수분 또는 이물질이 한 곳으로 집중됨에 따라 외부로 배출하기 용이하도록 구성된다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 혼합재료에서 탈락된 수분 또는 이물질의 용이한 수집 및 수거가 이루어지도록 하는 구조 또는 형상이면 어느 것이든 사용 가능하다.

상기 진동자(1446)는 상기 타공판(1442)에 진동을 제공하여, 상기 타공판(1442)에 위치한 혼합재료인 펠릿에 진동을 제공되어, 상기 펠릿에 흡착 또는 섞여있는 수분 또는 이물질이 쉽게 탈락될 수 있도록 유도하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 진동자(1446)는 상기 타공판(1442)에 진동을 제공할 수 있도록 하는 구성, 구조 또는 형상이면 어느 것이든 사용 가능하다.

상기 송풍부재(1448)는 몸체(142)의 일측에 구성되어 타공판(1442)에 위치한 펠릿에 열풍을 제공하여 상기 펠릿에서 건조가 이루어져 수분 또는 이물질이 진동에 의해 쉽게 탈락할 수 있도록 유도하는 기능을 수행한다.

상기 송풍부재(1448)는 펠릿에 영향을 미치지 않는 범위의 온도를 가지는 열풍을 제공하도록 구성되고, 이 경우, 열풍온도는 30 ~ 50℃이다. 물론, 경우에 따라서 상온에서 풍력만을 제공하도록 구성할 수도 있다.

상기 교반부재(146)는 상기 건조부재(144)의 하방에 구성되어 건조된 혼합재료를 교반시켜 균일한 분포도를 가지도록 하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 교반부재(146)는 내측에 교반스크류가 구성되어, 상기 건조부재(144)를 통해 수분 또는 이물질이 탈락된 순수한 혼합재료가 일정시간동안 교반이 이루어져, 폐폴리프로필렌 및 첨가제가 균일하게 분포되도록 하는 것으로서, 이러한 교반스크류의 구성은 종래에서 기사용되고 있음으로, 여기에서 상세한 설명은 생략한다.

상기 압출수단(20)은 상기 원료개량수단(10)을 통해 개량되어 제공되는 혼합재료를 압출방식으로 다수의 가닥으로 뽑아내도록 하는 수단이다.

상기 압출수단(20)은 구동부(210)와, 재료투입부(220)와, 압출부(230) 및 토출부(240)로 구성된다.

상기 구동부(210)는 상기 재료투입부(220)로 투입된 혼합재료가 압출부(230)를 통해 강제 압출작용이 수행되도록 구동력을 제공하는 기능을 수행한다.

상기 재료투입부(220)는 원료개량수단(10)을 통해 개량되고 혼합된 혼합재료를 투입받아 상기 구동부(210)의 구동력에 의해 압출부(230)로 혼합재료가 안정적으로 제공되도록 하는 기능을 수행한다.

상기 압출부(230)는 상기 구동부(210)의 구동력을 제공받고, 상기 재료투입부(220)를 통해 제공되는 혼합재료를 용융시키면서 혼합함에 따라 재생폴리프로필렌이 형성되도록 한다.

상기 압출부(230)는 챔버(232)와, 상기 챔버(232) 내에 구성되는 회전축(234) 및 상기 회전축(234)에 삽입되어 용융재료를 교반하는 다수의 교반블록(236)으로 구성된다.

상기 챔버(232)는 내측에 이송통로가 구성되어 재료의 압출이 가능하도록 한다.

또한, 상기 챔버(232)는 일정온도로 가열시켜 재료가 용융 및 용융된 상태를 유지하도록 하는 가열부가 구성된다.

상기 가열부는 상기 챔버(232)의 상단부에 구성된다.

또한 상기 챔버(232)는 전체 길이에 대하여 3등분으로 구성된다.

즉, 챔버(232)의 1구간(2322)은 180 ~ 200℃의 온도로 가열시키는 구간으로서, 최초 상온에서 제공되는 혼합재료의 급격한 가열에 의한 열적변형이 이루어지지 않도록 한다.

상기 챔버(232)의 2구간(2324)은 250 ~ 300℃의 온도로 가열시키는 구간으로서, 1차 용융된 재료를 용융시켜 재료 간의 혼합이 원활하게 이루어지도록 한다.

또한, 상기 2구간(2324)에는 재생폴리프로필렌에 대한 첨가제를 주입시켜 소비자가 원하는 물성을 가지도록 하는 첨가제 투입부(250)가 구성된다.

상기 첨가제 투입부(250)는 제2구동부(252) 및 제2챔버(254)로 구성된다.

상기 제2구동부(252)는 상기 제2챔버(254)의 일측에 투입된 첨가제인 컴파운드를 상기 챔버(232)의 2구간(2324)로 강제 인입시키도록 구동력을 제공한다.

상기 제2챔버(254)는 일측에서 첨가제를 투입받아, 일단을 통해 2구간(2324)에 첨가제가 강제 인입되도록 한다.

또한, 상기 컴파운드는 소비자가 원하는 물성을 가지는 재생폴리프로필렌이 제조되도록 하는 것으로서, 예컨대, 유리섬유, 흑연, 세라믹 등의 다양한 컴파운드가 사용된다.

상기 챔버(232)의 3구간(2326)은 220 ~ 240℃의 온도로 가열시키는 구간으로서, 2차 용융된 재료가 토출부(240)를 통해 배출될 때 과도한 용융상태로 인해, 상기 토출부(240)에서 배출될 때 일부가 흘러내리는 현상에 의해 원활한 모양의 형성이 간섭되지 않도록 한다.

상기 회전축(234)은 상기 챔버(232)의 내측에 구성되고, 상기 구동부(210)에서 제공되는 구동력에 의해 회전하는 수단이다.

이 경우, 상기 회전축(234)은 복수로 구성되고, 수평 중심에서 일정간격 이격된 상태로 상호 안쪽으로 모아지는 형태로 회전한다.

또한, 상기 회전축(234)은 다수의 교반블록(236)이 삽입된 후 별도의 고정수단을 구성하지 않고도 결합상태를 유지할 수 있도록 세레이션(serration)이 형성된다.

상기 교반블록(236)은 상기 회전축(234)에 삽입되어, 챔버(232)의 내부로 투입된 혼합재료를 교반시키면서 강제 압출이 이루어지도록 한다.

이 경우, 상기 교반블록(236)은 상기 챔버(232)의 구간별 즉, 1 내지 3구간(2322)(2324)(2326)에 따라 각기 다른 형태의 교반블록(236)이 구성됨으로써, 재료간의 혼합이 원활하게 이루어지도록 지지한다.

또한, 상기 교반블록(236)은 피치간 거리가 2 ~ 5mm로 형성되는 제1나선블록(2361)과, 피치간 거리가 1 ~ 2mm로 형성되는 제2나선블록(2362)과, 역방향블록(2363)과, 캠블록(2364) 및 트위스트캠블록(2365)으로 구성된다.

또한, 상기 챔버(232)의 구간별에는 2 ~ 5개의 교반블록(236)이 구성된다.

예컨대, 1 구간(2322)에는 2 ~ 4개로 구성되는 복수의 제1나선블록(2361)과, 2 구간(2324)의 직전에 적어도 하나 이상의 제2나선블록(2362)이 구성되어, 최초 진입되는 고체상태의 펠릿이 가열온도에 의해 용융되면서 제1나선블록(2361)에 의해 원활하게 압출, 이송됨에 따라 재료투입부(220)에 적체현상이 발생되지 않도록 하며, 2구간 직전에 구성된 적어도 하나 이상의 제2나선블록(2362)에 의해 용융된 재료간의 혼합이 이루어지도록 한다.

계속해서, 2구간(2324)에는 적어도 하나 이상의 제2나선블록(2362)과, 2 ~ 4개로 구성되는 복수의 캠블록(2364) 및 적어도 하나 이상의 제2나선블록(2362)으로 구성된다.

이는, 1구간(2322)에서 원활하게 용융재료를 제공받으면서, 복수의 캠블록(2364)에 의해 제자리 용융혼합이 이루어져 첨가제투입부(250)를 통해 제공되는 첨가제인 컴파운드가 용융재료와 혼합이 원활하게 이루어지도록 지지한다.

이 경우, 상기 캠블록(2364)은 제자리 교반이 이루어지도록 하여, 용융 재료가 체류되면서 첨가제와의 계속적인 혼합이 이루어지도록 하면서, 압출력에 의해 강제 압출됨에 따라 압출수단(20)에 대한 압출을 간섭하지 않는다.

3 구간(2326)에는 적어도 하나 이상의 제2나선블록(2362)과, 적어도 하나 이상의 역방향블록(2362)과, 적어도 하나 이상의 제1나선블록(2361)과, 적어도 하나 이상의 트위스트캠블록(2365) 및 적어도 하나 이상의 제2나선블록(2362)으로 구성되어, 토출부(240)를 통해 최종 배출되는 용융재료에 대한 되치기교반 즉, 역방향블록(2363)과 트위스트캠블록(2365)에 의해 이루어지는 교반작용 및 풀림교반 즉, 제2나선블록(2362)에 의한 혼합교반을 통해 용융재료에 대한 혼합 및 배출작용이 원활하게 이루어지도록 한다.

한편, 상기 제1 및 제2나선블록(2361)(2362)과, 역방향블록(2363) 및 트위스트캠블록(2365)은 1 내지 3구간(2322)(2324)(2326) 내에서 상호 치환하여 사용할 수 있다.

상기 토출부(240)는 상기 압출부(230)의 끝단에 구성되어, 상기 압출부(230)를 통해 용융 교반된 재료가 가닥(strand)형태로 압출되도록 한다.

이 경우, 상기 토출부(240)는 단면형상이 원형 또는 장방형상으로 형성되고, 20 ~ 30개의 가닥이 압출되도록 한다.

이 경우, 상기 토출부(240)는 하나의 열 또는 상,하로 복열로 구성될 수 있다.

상기 냉각수단(30)은 상기 토출부(240)를 통해 배출되는 선형의 가닥들을 냉각시켜 절단수단(40)에 의해 일정크기로 원활한 절단이 이루어지도록 한다.

상기 냉각수단(30)은 냉각수가 일정량 저장되는 수조(310)와, 상기 수조(310) 내에 구성되어 선형의 가닥들이 끊기지 않고 원활한 냉각이 이루어지도록 지지하는 복수의 롤부재(320)로 구성된다.

상기 수조(310)는 일정량의 냉각수 즉, 15 ~ 30℃의 물을 저장하여, 선형의 가닥들을 냉각시키도록 한다.

이 경우, 상기 수조(310)의 냉각수는 순환시스템에 의해 냉각수가 순환되도록 함으로써, 항상 일정온도를 유지하도록 한다.

또한, 상기 수조(310)는 제1 및 제2수조(312)(314)로 구분되게 구성되거나 또는 하나로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1수조(312)는 15 ~ 20℃의 냉각수를 사용하고, 상기 제2수조(314)는 25 ~ 30℃의 냉각수를 사용하는 것으로서, 상기 제2수조(314)의 냉각수 온도가 높도록 하여 가닥들에서 수분이 쉽게 탈락될 수 있도록 유도한다.

상기 롤부재(320)는 상기 수조(310)에 구성되어, 선형의 가닥들이 냉각수에 의해 원활한 냉각이 이루어져 안정적인 경화 및 신장율을 유지하도록 한다.

상기 롤부재(320)는 상기 수조(310)의 제1수조(312) 후단 하방에 구성되어 토출부(240)를 통해 배출되는 가닥이 최초로 진입되는 제1롤(321)과, 상기 제1롤(321)과 선단측으로 일정간격 이격되게 구성되는 제2롤(322)과, 상기 제2롤(322)과 후단측으로 일정간격 이격되게 구성되는 제3롤(323) 및 상기 제3롤(323)과 선단측으로 일정간격 이격되게 구성되는 제4롤(324)을 포함한다.

이 경우, 상기 제1 내지 제3롤(321)(322)(323)은 일정높이 편차를 가지도록 형성되어 가닥들에 대한 냉각수와의 접촉면적이 확대되도록 지지한다.

또한, 상기 제4롤(324)은 상기 제1수조(312)의 상단에 구성되어 가닥들이 외부로 노출되도록 지지한다. 이러한, 상기 가닥들에 대한 일시적 외부 노출은 냉각수의 온도에 의해 가닥들에 과도한 경화를 방지하고, 일시적으로 수분을 탈락시켜 차후에 수분탈락이 신속해지도록 한다.

또한, 상기 제4롤(324)의 일측에는 제1수조(312)에 담수상태를 유지하다가 상기 제4롤(324) 부분에서 일시적으로 가닥들이 노출되도록 지지하는 보조롤(324')이 구성된다.

상기 제2수조(314)에는 제5 내지 제9롤(325)(326)(327)(328)(329)이 구성되고, 상기 제5 내지 제9롤(325)(326)(327)(328)(329)은 제2수조(314) 상에 구성되어 가닥들이 절단수단(40)에 안정적으로 제공되도록 지지한다.

상기 제5롤(325)은 제2수조(314)의 후단측 하방에 구성되어 상기 제4롤(324)에서 가닥들을 제공받도록 한다.

상기 제6롤(326)은 상기 제2수조(314)의 후단측 상단에 노출되도록 구성되어 가닥들이 일시적으로 외부로 노출되도록 지지한다. 이 경우, 상기 제4롤(324)과 동일 선상에 위치한다.

상기 제7롤(327)은 상기 제2수조(314)의 후단측 하방에 구성되어 상기 제6롤(326)에서 가닥들을 제공받아 냉각시키도록 한다.

상기 제8롤(328)은 상기 제7롤(327)의 동일선상으로 제2수조(314)의 선단측 하방에 구성되어 가닥들이 냉각상태를 유지하도록 한다.

상기 제9롤(329)은 상기 제2수조(314)의 선단측 상단에 구성되어, 절단수단(40)으로 가닥들이 안정적으로 공급될 수 있도록 지지한다.

한편, 상기 제1 내지 제9롤(321)~(329)은 다수의 가닥들이 안정적으로 이송상태를 유지하도록 다수의 골이 형성된다.

또한, 상기 제1 내지 제9롤(321)~(329)은 별도의 구동수단에 의해 구동되도록 하거나 또는 자유로운 제자리 회전이 이루어지도록 구성되는 것으로서, 가닥들을 안정적으로 이송시킬 수 있도록 하는 구조 또는 형상이면 어느 것이든 채택 가능하다.

상기 절단수단(40)은 하우징(410)과, 상기 하우징(410)의 내측에 구성되는 지지롤(420)과, 상기 지지롤(420)의 하방에 구성되어 가닥들을 일정크기로 절단하는 커터(430)과, 상기 하우징(410)의 외측 즉, 가닥들의 진입부측에 구성되어 제9롤(329)을 통해 가닥들을 제공받는 제1유도롤(440)과, 상기 제1유도롤(440)에서 일정간격 이격된 위치에 구성되어 상기 하우징(410)의 진입부측에 가닥들이 안정적으로 진입되도록 유도하는 제2유도롤(450) 및 상기 제9롤(329)과 제1유도롤(440) 사이에 구성되어 풍력을 제공하는 송풍부(460)로 구성된다.

상기 지지롤(420)은 상기 커터(430)에 의해 가닥들에 대한 절단이 용이하게 이루어지도록 눌림력을 제공하는 것으로서, 외부면에 가닥들과 동일 또는 연질의 재질로 이루어지는 코팅층을 형성하여, 눌림력이 제공할 때 가닥들이 손상되는 것을 방지한다.

또한, 상기 지지롤(420)에는 탄성부재(422)가 구성되어, 상기 지지롤(420)을 통해 가닥들에 눌림력이 균일하게 분포되도록 지지한다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 지지롤(420)을 통해 가닥들에 균일한 눌림력이 작용할 수 있도록 공압 등을 이용할 수 있다.

상기 커터(430)는 다수의 칼날이 방사형으로 균등하게 분포되도록 구성된다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 가닥들을 일정크기로 계속적인 절단이 이루어질 수 있도록 하는 구성, 구조 또는 형상이면 어느 것이든 사용 가능하다.

상기 제1유도롤(440)은 상기 제9롤(329)에서 제공되는 가닥들을 제공받아 제2유도롤(450)에 제공한다.

또한, 상기 제1유도롤(440)에는 진동소자(442)가 구성되어, 상기 제9롤(329)에서 제1유도롤(440) 사이에 구성된 송풍부(460)를 통해 가닥들에서 수분을 탈락시킬 때, 진동에 의해 수분의 탈락이 더욱 신속하게 이루어지도록 유도한다.

이를 통해, 커터(430)에 의해 일정크기로 가닥들이 절단되어 재생폴리프로필렌 펠릿형태로 형성되고, 또한, 가닥들이 절단되기 전에 송풍부(460) 및 진동소자(442)에 의해 수분을 완전하게 탈락시킴으로써 안정적인 절단과 함께, 재생폴리프로필렌에 대한 신뢰성 즉, 수분이 흡착된 상태를 유지할 경우 물성변화가 발생되는 것을 방지하여 신뢰성을 가지도록 한다.

상기 선별수단(50)은 상기 절단수단(40)을 통해 펠릿형태로 제공되는 재생폴리프로필렌에 포함된 이물질 등을 선별하도록 한다.

상기 선별수단(50)은 일정크기의 매쉬가 형성되는 매쉬망(510)과, 상기 매쉬망(510)에 진동을 제공하는 진동부(520)와, 상기 매쉬망(510)의 표면에 구성되는 적어도 하나 이상의 막대자석(530) 및 상기 매쉬망(510)을 통해 배출되는 펠릿을 수집하는 수집부(540)로 구성된다.

상기 매쉬망(510)은 펠릿형태로 제공되는 재생폴리프로필렌에서 절단수단(40)의 절단 불량 등의 이유로 일정크기 이하로 절단된 미세화된 재생폴리프로필렌을 선별할 수 있도록 매쉬가 형성된 망체이다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 일정크기를 가지는 다수의 타공이 형성된 타공판으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 타공의 크기는 펠릿의 크기보다 작은 크기로 형성되어, 일정크기 이하로 절단된 재생폴리프로필렌을 선별할 수 있도록 한다.

또한, 상기 매쉬망(510)에는 적어도 하나 이상의 막대자석(530)이 구성되어, 절단수단(40)을 통해 절단작업 중 커터(430) 등에서 발생되는 미세한 철가루 등을 선별할 수 있도록 한다.

이 경우, 상기 막대자석(530)은 매쉬망(510)을 통해 이동되는 펠릿의 이송을 간섭하지 않는 높이로 구성된다.

상기 진동부(520)는 상기 매쉬망(510) 상에 위치한 펠릿을 일 방향으로 이송시키면서 이물질 또는 크기별 선별이 이루어지고, 선별이 완료된 펠릿이 일측에 구성된 수집부(540)에 수집되도록 상기 매쉬망(510)을 진동시키는 기능을 수행한다.

상기 수집부(540)는 선별 완료된 펠릿이 수집되어, 포장수단(60)으로 이송시켜 포대에 정량 포장이 이루어지도록 한다.

상기 포장수단(60)은 상기 수집부(540)를 통해 제공되는 펠릿을 정량포장하는 수단으로서, 이러한 포장수단(60)의 구성은 종래와 동일 또는 유사하므로, 여기에서 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성된 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치의 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 원료개량수단(10)에 구성된 제1 및 제2원료투입부(110)(120)를 통해 99.05 ~ 99.15 중량부의 폐폴리프로필렌과 0.85 ~ 0.95 중량부의 보강제를 개량하여, 주호퍼(130)로 제공한다.

또한, 상기 주호퍼(130)를 통해 제공되는 원료들 즉, 혼합재료들은 믹싱부(140)로 제공되고, 상기 믹싱부(140)에 구성된 건조부재(144)로 투입된 혼합재료들이 송풍부재(148)의 바람에 의해 건조가 이루어진다.

이 경우, 상기 혼합재료에 묻어있는 수분 또는 이물질은 상기 건조부재(144)의 타공판(1442)을 통해 하방의 배수판(1444)으로 수집된다.

이어서, 상기 타공판(1442)의 일측을 통해 혼합재료가 하방으로 위치되면, 교반부재(146)에 의해 교반이 이루어져 폐폴리프로필렌과 첨가제가 균일하게 혼합된 상태를 유지한다.

이후, 상기 교반부재(1446)를 통해 일정시간 동안 교반작용이 완료되면, 토출구를 통해 하방으로 배출된다.

그리고, 상기 교반부재(1446)의 하방으로 배출된 혼합재료들은 압출수단(20)으로 진입되고, 상기 압출수단(20)의 압출부(230)를 통해 압출이 이루어지면서, 상기 압출부(230)의 끝단에 구성된 토출부(240)를 통해 일정 단면형상을 가지는 다수의 가닥들이 압출된다.

이 경우, 상기 압출부(230)는 1 내지 3구간(2322)(2324)(2326)으로 구분되고, 상기 각 구간별로 각기 다른 교반블록(236)이 구성됨에 따라 폐폴리프로필렌과 첨가제의 교반작용과 함께 압출시 일어난다.

또한, 상기 2구간(2324)에 구성된 첨가제 투입부(250)를 통해 별도의 컴파운드가 제공됨에 따라 폴리프로필렌의 물성을 보강하게 된다.

계속해서, 상기 토출부(240)를 통해 배출되는 다수의 가닥들은 냉각수단(30)에 구성된 제1 및 제2수조(312)(314)와 다수의 롤을 통과하면서 냉각이 이루어짐으로써, 경화된 가닥 형태로 절단수단(40)으로 제공된다.

이렇게 절단수단(40)으로 제공되는 가닥들은 커터(430)를 통해 일정크기를 가지는 재생폴리프로필렌 펠릿형태로 절단되어, 선별수단(50)으로 제공된다.

그리고, 상기 선별수단(50)을 통해 미세한 철가루 또는 기타 이물질을 선별하여, 이렇게 선별된 재생폴리프로필렌 펠릿은 포장수단(60)에 의해 정량으로 개별포장이 이루어진다.

이상에서 설명한 것은 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 원료개량수단 110: 제1원료투입부
112, 122:저장조 114, 124: 이송부재
120: 제2원료투입부 130: 주호퍼
140: 믹싱부 142: 몸체
144: 건조부재 1442: 타공판
1444: 배수판 1446: 진동자
1448: 송풍부재 146: 교반부재
20: 압출수단 210: 구동부
220: 재료투입부 230: 압출부
232: 챔버 2322: 1구간
2324: 2구간 2326: 3구간
234: 회전축 236: 교반블록
2361: 제1나선블록 2362: 제2나선블록
2363: 역방향블록 2364: 캠블록
2365: 트위스트캠블록 240: 토출부
250: 첨가제 투입부 252: 제2구동부
254: 제2챔버 30: 냉각수단
310: 수조 312: 제1수조
314: 제2수조 320: 롤부재
321: 제1롤 322: 제2롤
323: 제3롤 324: 제4롤
325: 제5롤 326: 제6롤
327: 제7롤 328: 제8롤
329: 제9롤 40: 절단수단
410: 하우징 420: 지지롤
422: 탄성부재 430: 커터
440: 제1유도롤 442: 진동소자
450: 제2유도롤 460: 송풍부
50: 선별수단 510: 매쉬망
520: 진동부 530: 막대자석
540: 수집부 60: 포장수단

Claims (3)

1. 원료개량수단과, 압출수단과, 냉각수단과, 절단수단과, 선별수단 및 포장수단으로 구성되어 폐폴리프로필렌을 펠릿형태로 재생폴리프로필렌을 제조하는 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치에 있어서,
   상기 원료개량수단(10)은 제1 및 제2원료투입부(110)(120)를 통해 99.05 ~ 99.15 중량부의 폐폴리프로필렌과 0.85 ~ 0.95 중량부의 첨가제의 조성비율로 개량하여 주호퍼(130)를 통해 하방의 믹싱부(140)로 투입시켜 교반작용을 통해 혼합재료를 형성하고;
   상기 믹싱부(140)는 몸체(142)와, 상기 몸체(142)의 상단에 구성되어 혼합재료에 대한 건조 및 이물질을 제거하는 건조부재(144)와, 상기 건조부재(144)의 하방에 구성되어 혼합재료를 교반시켜 균일한 분포가 이루어지도록 하는 교반부재(146)를 포함하며;
   상기 건조부재(144)는 혼합재료보다 작은 크기를 가지는 타공이 형성되는 타공판(1442)과, 상기 타공판(1442)의 하방에 구성되는 배수판(1444)과 상기 타공판(1442)의 일측에 구성되어 상기 타공판(1442)에 진동이 발생되도록 하는 진동자(1446) 및 상기 몸체(142)의 일측에 구성되어 상기 타공판(1442)에 풍력을 제공하는 송풍부재(1448)로 구성되어, 상기 타공판(1442)에 위치되는 혼합재료에 포함된 이물질 및 수분을 건조시키도록 하고;
   상기 압출수단(20)은 압출력을 제공하는 구동부(210)와, 원료개량수단(10)을 통해 혼합재료를 제공받는 재료투입부(220)와, 상기 재료투입부(220)를 통해 혼합재료를 제공받아 이를 용융과 교반시키는 압출부(230) 및 상기 압출부(230)를 통해 압출되는 혼합재료가 선형형태의 가닥으로 압출되도록 하는 토출부(240)를 포함하며;
   상기 압출부(230)는 1 내지 3구간(2322)(2324)(2326)으로 구별되게 구성되는 챔버(232)와, 상기 챔버(232) 내에 구성되고 복열로 배열되는 복수의 회전축(234) 및 상기 복수의 회전축(234) 각각에 구성되어 용융된 혼합재료를 교반시키는 다수의 교반블록(236)으로 구성되고;
   상기 압출부(230)의 일측에는 용융된 혼합재료에 첨가제를 주입시키도록 하는 첨가제 투입부(250)를 포함하며;
   상기 냉각수단(30)은 일정량의 냉각수가 저장되는 수조(310) 및 상기 수조(310)에 구성되어 선형의 가닥들이 원활하게 냉각이 이루어지도록 하는 다수의 롤부재(320)를 포함하고;
   상기 절단수단(40)은 하우징(410)과, 상기 하우징(410) 내에 구성되는 지지롤(420)과, 상기 지지롤(420)의 하방에 구성되어 가닥을 일정크기로 절단시켜 재생폴리프로필렌 펠릿이 제조되도록 하는 커터(430)와, 상기 하우징(410)의 진입부 외측에 구성되고 진동소자(442)에 의해 진동되어 가닥에 묻어있는 수분이 신속히 제거되도록 하는 제1유도롤(440)과, 상기 제1유도롤(440)에서 가닥을 제공받아 상기 지지롤(420)과 커터(430) 사이로 가닥이 진입되도록 유도하는 제2유도롤(450) 및 상기 제1유도롤(440)을 통해 유도되는 가닥에 풍력을 제공하여 수분의 건조가 신속히 이루어지도록 하는 송풍부(460)를 포함하며;
   상기 선별수단(50)은 재생폴리프로필렌 펠릿의 크기보다 작은 구멍을 가지는 매쉬망(510)과, 상기 매쉬망(510)의 일측에 구성되는 진동부(520)와, 상기 매쉬망(510) 상에 구성되어 철가루를 자착시키는 막대자석(530) 및 상기 매쉬망(510)의 일측에 구성되어 재생폴리프로필렌 펠릿이 수집되도록 하여 포장수단(60)으로 공급되도록 하는 수집부(540)를 포함하고;
   상기 챔버(232)의 1구간은 180 ~ 200℃이고, 2구간은 250 ~ 300℃이며, 3구간은 220 ~ 240℃로 혼합재료를 용융시키며;
   상기 교반블록(236)은 제1나선블록(2361)과, 상기 제1나선블록(2361)의 피치보다 작은 피치를 가지는 제2나선블록(2362)과, 역방향으로 교반작용이 일어나도록 하는 역방향블록(2363)과, 제자리 교반이 이루어지도록 하는 캠블록(2364) 및 트위스트 캠블록(2365)를 포함하고;
   상기 1구간(2322)은 제1 및 제2나선블록(2361)(2362)의 조합으로 구성되며;
   상기 2구간(2324)은 제2나선블록(2362)과 캠블록(2364)의 조합으로 구성되고;
   상기 3구간(2326)은 제1 및 제2나선블록(2361)(2362)과 역방향블록(2363) 및 트위스트캠블록(2365)의 조합으로 구성되며;
   상기 냉각수단(30)의 수조(310)는 15 ~ 20℃의 냉각수가 저장되는 제1수조(312), 및 25 ~ 30℃의 냉각수가 저장되는 제2수조(314)를 포함하고;
   상기 제1수조(312)에 구성되는 롤부재(320)는 후단 하방에 구성되는 제1롤(321)과, 상기 제1롤(321)에서 선단측으로 일정간격 이격되게 구성되는 제2롤(322)과, 상기 제2롤(322)에서 후단측으로 일정간격 이격되게 구성되는 제3롤(323)과, 상기 제1수조(312)의 선단측 상단에 구성되어 가닥이 일부가 외부로 노출되도록 보조롤(324')에 지지되는 제4롤(324)이 구성되며;
   상기 제2수조(314)에 구성되는 롤부재(320)는 제2수조(314)의 후단 하방에 구성되는 제5롤(325)과, 상기 제2수조(314)의 후단측 상단에 구성되어 가닥의 일부가 외부로 노출되도록 하는 제6롤(326)과, 후단측 하방에 구성되는 제7롤(327)과, 상기 제7롤(327)과 일정간격으로 선단측 하방에 구성되는 제8롤(328) 및 제2수조(314)의 상단에 구성되어 가닥이 절단수단(40)에 안정적으로 제공되도록 지지하는 제9롤(329);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생폴리프로필렌 펠릿의 제조장치.
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