KR20070067759A - Intervened raw matter pellet made of agricultural scrapped vinyle wrapper and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 트롬멜 파쇄시의 사시도 1 is a perspective view at the time of trommel crushing
도 2는 블로워 건조장치의 개략적 배치 설명도2 is a schematic layout explanatory diagram of a blow drying device;
도 3은 펠릿 커터의 개략적 단면도3 is a schematic cross-sectional view of a pellet cutter
도 4는 압출다이의 부분사도4 is a partial perspective view of an extrusion die;
도 5는 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 펠릿 실사진5 is a pellet photograph produced by the method according to the invention
본 발명은 농촌 등에서 사용되고 폐기된 토사 및 물기가 매우 많이 함유된 멀칭 폐비닐을 수거하여 재활용하는 방안으로 수거된 멀칭 폐비닐을 파쇄 및 토사등 이물질과 습기를 어느 정도 제거하는 전처리공정을 거치게 하고 전처리된 것으로 여전히 토사 같은 이물질의 함유율이 높은 멀칭 폐비닐을 용융 및 압출 등을 통 해 얻어지는 토건용 중간원자재 펠릿 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a method of collecting and recycling mulching waste vinyl containing very high amounts of soil and water used and used in rural areas. The present invention relates to an intermediate raw material pellet for civil engineering, which is obtained by melting and extruding mulching waste vinyl, which still has a high content of foreign matter such as soil, and a manufacturing method thereof.
1909년 최초의 합성수지인 페놀수지가 만들어진 이후 플라스틱공업도 석유공업의 발전과 함께 눈부시게 발전하여 이제 플라스틱은 우리 생활 속에서 떼려야 뗄 수 없는 중요한 재료가 되었다.Since the creation of the first synthetic resin, the phenolic resin in 1909, the plastics industry has developed remarkably with the development of the petroleum industry, and plastics are now an indispensable material in our lives.
그러나 환경오염 문제가 세계적인 관심사로 대두되면서 부각되기 시작한 폐플라스틱의 처리 문제는 이제 그 해결을 더 이상 늦출 수 없을 만큼 심각하게 되었다. 그 이유는 플라스틱은 매립할 경우 밀도가 낮아 용적을 많이 차지할 뿐만 아니라 분해되는데도 시간이 오래 소요되어 매립지 난을 가중시키며 또한 연소 시에는 유독성 가스를 대량 배출할 우려가 있으므로 함부로 소각을 시킬 수도 없는 실정이기 때문이다.However, as environmental pollution became a global concern, the problem of disposal of waste plastics became serious enough that the solution could not be delayed anymore. The reason for this is that plastics do not occupy a lot of volume due to their low density when they are landfilled, and they take a long time to decompose, which adds to landfill difficulties, and in addition, there is a possibility that large amounts of toxic gases may be emitted during combustion. Because it is.
모든 다른 폐플라스틱과 마찬가지로 농업용 멀칭 폐비닐도 가장 좋은 처분은 재활용이다. 그러나 농업용 멀칭 폐비닐은 흙과 직접 접촉되어 사용되어지는 관계로 흙과 수분 등의 이물질로 약 85 %나 차지하고 있어 이를 제거하여 물질적으로 재활용하기가 매우 어렵다. 따라서 한국환경자원공사에서는 이를 파쇄 등의 전처리를 거쳐 수조(水槽)에서 습식으로 세척을 하고 있으나 그 재생품의 가치에 비해 공정에 소요되는 비용이 과다하여 폐비닐 1 톤을 재생하는데 약 15만원 정도의 적자를 감수하고 있는 입장이며 그렇다고 하더라도 지금도 재고의 적체가 심화되고 있는 실정이다. 반면 이를 적극적으로 수거하여 처리하지 않을 경우 전국적으로 매년 약 26만 톤 정도가 발생되는 폐비닐로 농촌의 환경이 피폐하여 질 것은 자명한 일일 것이다.As with all other waste plastics, the best disposal for agricultural mulching waste vinyl is recycling. However, agricultural mulching waste vinyl is used in direct contact with soil, so it is occupied by about 85% of foreign matters such as soil and moisture, so it is very difficult to remove and recycle materially. Therefore, Korea Environmental Resources Corporation cleans it in a water tank after pretreatment such as crushing, but the cost of the process is excessive compared to the value of the regenerated product. It is a position to take a deficit, and even then, stocks are still growing. On the other hand, if it is not actively collected and disposed of, it will be obvious that the rural environment will be ravaged by waste vinyl, which generates about 260,000 tons annually nationwide.
상기한 것처럼 농업용 멀칭 폐비닐은 조발생량으로 연간 약 26만이 발생하여 발생량의 약 30%는 한국환경자원공사에 의해 수거되고, 민간에 의해 수거되는 물량은 전체 발생량의 약 8 ~ 9% 정도를 차지한다.As mentioned above, agricultural mulching waste vinyl is generated as a crude amount of about 260,000 per year, about 30% of which is collected by Korea Environmental Resources Corporation, and the amount collected by private sector accounts for about 8-9% of total generation. do.
재생공사에 의해 회수된 폐비닐의 약 33%는 선별처리 등의 과정을 거쳐 민간에 공급되며, 27% 정도의 물량이 자원공사의 재생처리공장에서 처리되고 나머지 약 40% 정도인 3만 4천톤 정도가 매년 적체되고 있다.About 33% of the waste vinyl recovered by the reclamation work is supplied to the private sector through the process of sorting, etc., 27% of the amount is processed at the reclamation processing plant of the reclamation work, and about 34,000 tons, which is about 40%. The degree is stagnant every year.
이 중 멀칭 폐비닐의 발생량은 연간 약 21만 톤 정도이며 이 가운데 약 32% 가 재생공사에 의해 회수되고 있으며, 민간에 의해 회수되는 양은 거의 없는 것으로 파악된다. 공사 수거물량의 약 36 %는 공사 보유 재생처리시설에서 처리되고 있으며, 간단한 선별처리 등을 통하여 민간에 공급되는 양도 있으나 이들의 수요가 많지 않아서 매년 약 2만 톤 이상이 자원공사 부지에 적체되고 있는 실정이다.Among them, the amount of mulching waste vinyl is about 210,000 tons per year, of which 32% is recovered by regeneration works, and almost no amount is recovered by the private sector. About 36% of construction collections are handled by the reclamation processing facilities owned by the construction, and some are supplied to the private sector through simple screening. However, the demand for these is not high enough. It is true.
하우스용 폐비닐은 연간 약 8만 톤 정도가 발생하며 전체 발생량의 많은 부분을 민간이 수거하며, 이는 오염이 경미하여 비교적 쉽게 재활용되므로 굳이 전처리할 필요성이 대두되지 않으며 쉽게 물질재활용 등이 가능한 실정이다.The waste vinyl for house generates about 80,000 tons per year, and a large part of the total amount is collected by the private sector, which is recycled relatively easily due to the slight pollution, so it is not necessary to pre-treat and can easily recycle materials. .
멀칭 폐비닐의 성상은 비닐의 종류(HDPE와 LDPE)와 지역과 시점에 따라 매우 다양하나 대충 파악하여 본 결과 멀칭 폐비닐은 순성분이 HDPE의 경우 겨우 10%를 상회하고 있으며, LDPE의 경우 약 19%로 평균 15% 이내이다.The characteristics of mulching waste vinyl vary greatly depending on the type of vinyl (HDPE and LDPE), region, and time point. However, as a result of roughly understanding, the mulching waste vinyl has only 10% of its pure components in HDPE and about LDPE. 19%, within 15% on average.
특히 흙이 황토질일 경우에는 이를 제거하기가 매우 까다로워 멀칭 폐비닐의 전처리에는 상당한 어려움이 있어 사실상 재생연료(RDF)화하기에도 어려움이 있는 실정이다. In particular, when the soil is yellow soil, it is very difficult to remove it, and there is a considerable difficulty in pretreatment of mulching waste vinyl, so that it is also difficult to actually recycled fuel (RDF).
현재 지구상에 부존하는 석유자원도 2038년이면 고갈될 것으로 예상되어짐에 따라 대부분의 국가에서는 재활용의 극대화로 이에 대응하고 있는 실정이다. 우리나라에서도 재활용을 위하여 다양한 제도와 기술들을 개발하거나 도입하고 있다. 특히 석유자원에서 얻어지는 비닐류 같은 플라스틱을 재활용할 경우, 원료는 물론 정제로부터 제품에 이르기까지 소요되는 에너지 등을 절약할 수 있으므로 유리한 점이 많다. 어느 정도의 이물질과 수분을 제거하여 하수관거, 토류판, 고속도로 경계석 및 중앙분리대, 인공어초 같은 토건자재류 제조하는 방안이 대안으로 설득력을 지나 당위성을 갖는다.As the oil resources currently on earth are expected to be exhausted by 2038, most countries are responding by maximizing recycling. In Korea, various systems and technologies are being developed or introduced for recycling. In particular, when plastics such as vinyls obtained from petroleum resources are recycled, it is advantageous because it can save not only raw materials but also energy required from purification to products. To remove some foreign matter and water, the construction of construction materials such as sewage pipes, earth plate, highway boundary stone and median separator, and artificial reef is an alternative and convincing.
그러므로 멀칭 폐비닐을 흙과 같은 이물질과 습기를 제거하여 전처리하고 전처리된 멀칭 폐비닐을 용융하여 토관류 등 토건자제를 제조하는 과정으로 나눌 수 있는데, 상기 처리공정과는 별도로 연이어 상기 토건자재 등을 성형하는 제조공정을 수행하는 것은 작업의 용이함이나 기존 기술들을 고려할 때 새로운 것은 아닐 것이다.Therefore, the mulching waste vinyl can be divided into the process of removing the foreign substances such as soil and moisture, and melting the pretreated mulching waste vinyl to manufacture civil engineering materials such as earth pipes. Performing a forming process will not be new given the ease of operation or existing techniques.
실제로 우리나라에는 전처리 된 멀칭 폐비닐을 이용하여 하수관거, 토류판, 고속도로 경계석 및 중앙분리대 같은 토건자재와 함지박, 정화조 같은 생활용품 그리고 폭기조 미생물 담체 같은 산업용품 등을 제조하는 업체들이 전국에 걸쳐 수백 곳이 넘는다.Indeed, there are hundreds of companies in Korea that use pre-treated mulching waste vinyl to manufacture construction materials such as sewer pipes, earthen boards, highway boundaries and central separators, and household goods such as ham papers, septic tanks, and industrial products such as aeration tank microbial carriers. .
뿐만 아니라 이웃 국가인 중국은 물론 베트남 등 동남아시아는 물론 러시아 등에서도 폐PE 또는 재생 PE의 수요가 급증하여 심지어는 쓰레기 매립장에서 폐PE를 수거하여 오는 날에만 가동을 재개하는 PE 재활용공장들이 부지기수인 실정이다. In addition, neighboring China, Southeast Asia such as Vietnam, Russia, and so on, demand for PE or recycled PE has increased so even PE recycling plants, which resume operation only on the day when waste PE is collected from landfills, are inadequate. to be.
따라서 농업용 멀칭 폐비닐의 전처리 및 중간가공 기술의 확보가 관건인 것이다.Therefore, securing the pretreatment and intermediate processing technology of agricultural mulching waste vinyl is the key.
이런 입장에서 우리나라에서 발생하는 농업용 멀칭 폐비닐이 적절하게 가공하여 토건자재 사출용 중간재로 제조 되어진다면 국경을 이동하여 이런 나라에서도 토건용 원재료로 다양하게 사용되어질 것은 자명한 이치이다. 문제는 수거된 멀칭 폐비닐이 국경 이동 즉 무역을 통해 수출되는 것은 폐기물로써는 허용이 되지 않으므로 토건용 원재료이라는 일정 규격에 부합할 수 있도록 전처리가 되어야 하며 생김새도 갖추어져야 한다는 것이다.From this point of view, if agricultural mulching waste plastic produced in Korea is properly processed and manufactured into intermediate materials for injection of civil engineering materials, it will be obvious that these countries will be used in various ways as raw materials for civil engineering in these countries. The problem is that the collected mulching waste plastics are not allowed as waste to be exported through border movements or trade, so they must be pretreated to meet certain standards of construction materials.
따라서 이들 멀칭 폐비닐들을 비용이 많이 소요되는 습식세척에 의한 물질재활용보다 특히 국제 유가가 치솟는 시점에서 석유에서 유도된 폐비닐을 알뜰하게 물질재활용하여 국내 수요에도 충당하고 이웃 나라들에서 요구하는 수요에도 적절히 부응하는 것은 시대적 소명이라고 하겠다. Therefore, these mulching waste vinyls can be used to meet domestic demand and to meet the demands of neighboring countries by recycling waste vinyl derived from petroleum at a time when international oil prices soar, rather than material recycling by expensive wet washing. Appropriately responding is the calling of the times.
특히 이웃 국가인 중국은 물론 베트남 등 동남아시아는 물론 러시아 등에서도 폐PE 또는 재생 PE의 수요가 급증하여 심지어는 쓰레기 매립장에서 폐PE를 수거하는 날에만 가동을 재개하는 PE 재활용공장들이 부지기수인 실정이다. 이런 입장에서 우리나라에서 다량 발생하여 처리가 잘 안 되고 있는 농업용 멀칭 폐비닐이 적절하게 가공만 되어진다면 국경을 이동하여 이런 나라에서도 토건용 원재료로 다양하게 사용되어질 것은 자명한 이치이다. 문제는 국경 이동에는 폐기물로써는 허용이 되지 않으므로 토건용 원재료이라는 일정 규격에 부합할 수 있도록 전처리가 되어야 하며 생김새도 갖추어져야 한다는 것이다.In particular, the demand for waste PE or recycled PE has soared in neighboring countries such as China, Southeast Asia such as Vietnam, and Russia, and even PE recycling plants that resume their operations only on the day of collecting waste PE from landfills are sluggish. From this point of view, if agricultural mulching waste vinyl, which is a large quantity that is not processed well in our country, is processed properly, it is obvious that it will be used in various countries as a raw material for civil engineering in these countries. The problem is that border movement is not allowed as waste, so it must be pretreated to meet certain standards of construction materials.
따라서 현재 습식세척으로만 재활용하여 경제성을 확보하지 못하는 방법에서 탈피하여 간단하면서도 독특한 방법으로 토건용 원자재로 개발하여 대량의 멀칭 폐비닐을 경제적으로 처리하는 것은 물론 부족한 토건 원자재 난을 경감시키는 것이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to economically treat a large amount of mulching waste vinyl by reducing the shortage of construction raw materials by developing a raw material for civil engineering in a simple and unique way by reusing it only by wet cleaning and securing economic efficiency. to be.
멀칭 폐비닐을 효과적으로 전처리를 하고 적절하게 가공하기만 한다면 전술한 바처럼 다양한 용도로 직접 사용할 수 있어 우리나라 국가 경제에 미치는 영향은 적지 않을 것으로 판단된다.As long as the mulching waste vinyl can be effectively pretreated and properly processed, it can be directly used for various purposes as described above.
그러나 현재까지는 멀칭 폐비닐을 전 처리할 경우는 수작업(手作業)으로 행하여 왔으며 길게 꼬이고 심하게 오염된 멀칭 폐비닐의 특성상 숙련된 작업자들이라 할지라도 하루 250kg 정도의 양 정도만 처리하여 왔다. 특히 멀칭 폐비닐은 그 오염성분이 점착력이 높은 습한 토사가 대부분이므로 설사 수작업으로 전처리를 한다고 하더라도 그 오염물의 제거에는 한계가 있었다.However, until now, pre-treatment of mulching waste vinyl has been done by hand, and due to the nature of long twisted and heavily contaminated mulching waste vinyl, even skilled workers have only processed about 250kg per day. In particular, mulching waste vinyl has a high adhesion to the wet soil of the soil, even if pretreatment by manual diarrhea had a limit to remove the contaminants.
특히 여전히 토사의 함유율 40% 내외인 폐비닐을 외관이 미려하게 성형(pelletizing)하는 장치나 기술이 국내에 선보인 적은 전무하였다. In particular, no device or technology has been introduced in Korea, which still pelletizes waste vinyl, which has a soil content of about 40%.
따라서 본 발명의 목적은 수거된 멀칭 폐비닐을 전처리를 통해 적절한 상태로 이물질 등을 일정량 제거하고 여전히 상당량 이물질을 함유한 원료를 이용하여 토건자재 등으로 사용하기 위한 중간 원자재로 가공, 특히 효율적이고 미려하게 펠릿(pellet)으로 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to remove the debris and the like in a suitable state through pretreatment of the collected mulching waste vinyl, and to process it as an intermediate raw material for use as a construction material by using a raw material still containing a considerable amount of foreign matter. To provide a method for producing into a pellet (pellet).
본 발명에 따른 농업용 폐비닐을 이용한 토건용 중간재 펠릿 및 그 제조방법은 농업용 멀칭 폐비닐을 파쇄, 이물분리 및 건조하는 과정 등의 전처리를 거쳤지만 여전히 이물질 함유율이 높은 폐비닐을 이용하여 외양적으로 일정하고 미려한 형태를 갖춘 토건자재용 중간원자재인 펠릿을 양산할 수 있는 기술에 관한 것이다. The intermediate pellets for construction using agricultural waste vinyl according to the present invention and a method of manufacturing the same have been subjected to pretreatment such as crushing, separating and drying foreign mulching waste vinyl for agricultural use. The present invention relates to a technology capable of mass producing pellets, which are intermediate raw materials for civil engineering materials, which have a uniform and beautiful shape.
따라서 본 발명에 펠릿 제조방법은 농업용 멀칭 폐비닐의 파쇄에서 이물질 분리 및 건조를 행하는 건식전처리(乾式前處理) 공정과 전처리되었지만 여전히 40% 내외의 이물질을 함유한 폐비닐을 이용하여 일정하고 미려한 펠릿으로 성형하는 펠릿제조 공정으로 대별되어진다.Therefore, the pellet manufacturing method according to the present invention is a dry and pre-treatment process for performing foreign matter separation and drying in the crushing of agricultural mulching waste vinyl and pre-treated but still using the waste vinyl containing about 40% foreign matter constant and beautiful pellets It is roughly classified into a pellet manufacturing process for molding into a mold.
상기 멀칭 폐비닐 전처리 공정은 농촌에서 수거된 멀칭 폐비닐을 잘게 파쇄하는 멀칭 폐비닐 파쇄단계와, 파쇄된 멀칭 폐비닐에 묻어 있는 흙 등 이물질을 제거하면서 동시에 파쇄된 멀칭 폐비닐에 뭍어 있는 수분을 제거하는 트롬멜 파쇄기의 이용에 의한 이물질 및 수분 제거단계, 상기 트롬멜 파쇄기에 의한 이물질 제거 및 수분제거 단계를 거친 폐비닐을 블로워 건조장치에 투입하여 성형에 적합한 수분을 함유하도록 처리하는 블로워건조장치에 의한 건조단계로 구성된다.The mulching waste vinyl pretreatment process includes a mulching waste vinyl crushing step of finely crushing the mulching waste vinyl collected in rural areas, and removes foreign substances such as soil from the crushed mulching waste vinyl while removing moisture from the crushed mulching waste vinyl. Blower drying apparatus for treating foreign matter and water by using a trommel crusher to remove the foreign matter and the water removal step by the trommel crusher to the blow dryer device to contain the moisture suitable for molding It consists of a drying step by.
상기 멀칭 폐비닐 파쇄단계는 수거된 멀칭 폐비닐은 원래 길이가 수십 m에 이르고 서로 엉키어 있으므로 재활용 공정으로 투입하기 위해서는 그대로 움직이기에는 무리가 있으므로 보통의 경우는 집게차라고 불리우는 크레인으로 집어 파쇄기에 투입하여 약 50 cm 내외의 크기로 파쇄하는 단계이다.In the mulching waste vinyl shredding step, the collected mulching waste vinyl has a length of several tens of meters and is entangled with each other, so it is difficult to move as it is to be put into a recycling process, so it is usually picked up by a crane called a tong truck and put into a shredder. To shred to about 50 cm in size.
상기 트롬멜 파쇄기의 이용에 의한 이물질 및 수분 제거단계는 저속회전(약 8 RPM) 하는 직경 약 150mm, 길이 약 3,500mm의 대형 원통형 철망(눈금은 30 ~ 50 mm 크기의 마름모형)을 통과하면서 내부의 축에서 고속회전(약 250 RPM)하는 여러 개의 칼날 모양의 털개들의 충격과 강제로 주입된 공기에 의해서 이물질 제거 건조가 이루어지는 단계로써, The foreign matter and water removal step by using the trommel crusher is a low-speed rotation (about 8 RPM) while passing through a large cylindrical wire mesh (diameter of 30 ~ 50 mm size) of about 150mm in diameter, about 3,500mm in length As a step of removing foreign matters by the impact of several blade-shaped hairs rotating at high speed (about 250 RPM) and forced air,
상기 트롬멜 파쇄기를 이용한 이물질 및 수분 제거단계를 수행하는 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 바람이 잘 통과하도록 망상체로 상하가 개방되고 경사지게 설치되는 원통상의 트롬멜(11)과 트롬멜의 양단부와 중간에 각각 링상으로 된 상부링(12) 중부링(13) 하부링(14)이 구비되고 회전가능한 구성으로 된 트롬멜드럼(10)과, 트롬멜드럼(100)의 중심축에 형성된 샤프트(21)와 샤프트(21)의 하단부측에 구성되어 샤프트(21)를 회전시키는 털개구동부(22)와 트롬멜드럼(10)을 회전시키는 트롬멜구동부(23)로 구성된 구동부(20)와, 샤프트(21)의 외주 면에 세워 고정되는 판상체로 된 설치대와 설치대의 상단에 링크 연결된 직사각형 후 판상체인 털개판으로 된 털개(31)가 복수개가 샤프트(21)상에 인접되는 털개(31)들이 서로 엇갈리어 구성된 털개부(30)와, 트롬멜드럼(10)의 아래측에 전길이를 따라 트롬멜(11)의 양측면을 판면으로 감싸며 형성되는 흙받이부(41)와 상기 흙받이부(41)의 아래측에서 받치며 형성되는 각목상의 빔들이 엮어 형성된 프레임부(42)로 구성된 지지부(40)로 구성된다.The apparatus for performing the foreign matter and water removal step using the trommel crusher is a cylindrical trommel 11 and the both ends of the trommel is installed inclined up and down to the network so that the wind passes well as shown in FIG. A shaft formed on the central axis of the
상기 트롬멜(11)은 양방향으로 번갈아 회전할 수도 있지만 한 쪽 방향으로만 회전하여도 비닐들의 흐름성이나 작업성에 나쁜 영향을 미치지 않았으며 시계반대 방향으로 회전할 경우, 7시와 9시 방향에서 1시 방향으로 공기를 블로우잉 (blowing)하여주면 이물질 제거 및 건조효과가 더욱 촉진된다. 원통 트롬멜(11)의 3 부분에 높이 120mm의 삼각턱을 설치하면 비닐들을 낮은 위치에서 비교적 높은 위치로 끌어올렸으며 높은 위치에서 낙하되는 비닐들은 내부에서 회전하는 털개(31)들에 의해서 심하게 부딪쳐 펴지고 이물질이 분리되며 건조도 이루어지게 된다. 투입된 비닐들이 자연스럽게 배출되기 위해서는 트롬멜(11)의 경사도를 두어야 하는데 경사도는 원하는 체류시간에 따라 조정하면 될 것이나 대부분의 비닐들의 경우 12.7 o가 적당하였다. The trommel 11 may rotate alternately in both directions, but rotation only in one direction does not adversely affect the flowability or workability of the vinyls, and when rotated counterclockwise, at 7 o'clock and 9 o'clock. Blowing air in the 1 o'clock direction will further promote the removal of foreign substances and the drying effect. Installing a 120mm high triangular jaw on three parts of the cylindrical trommel 11 lifted the vinyls from the low position to the relatively high position, and the vinyls falling from the high position were severely hit by the hairs 31 rotating inside. It spreads, foreign matter is separated and dried. In order for the vinyl to be discharged naturally, the inclination of the trommel (11) should be set. The inclination should be adjusted according to the desired residence time, but for most vinyls, 12.7 o was appropriate.
이렇게 트롬멜(11)을 통과하면 순도 20 % 미만의 폐비닐이 순도 약 40% 내외의 것으로 전처리되어지며, 토사성분이 약 26 % 그리고 수분이 나머지인 약 34 % 내외가 되어진다. 망상체로 원통인 트롬멜(11)의 직경이 작거나 철망이 아닌 강판에 천공한 틀롬멜(11)을 사용할 경우, 건조 및 분리효과가 제대로 나지 않을 뿐만 아니라 비닐들이 서로 엉켜서 긴 다발상태가 되기 쉬움에 유의하여야 한다. 만약 트롬멜(11)의 망 눈금을 더 작게 유지할 필요가 있을 때는 더 작은 눈금의 나이론 그물을 덧씌워 사용하면 된다.When passing through the trommel (11) in this way, less than 20% of the waste vinyl is pretreated to about 40% purity, the soil composition is about 26% and the remaining water is about 34%. When the diameter of the cylindrical trommel (11) as a reticle is small or when the permmel (11) perforated in a steel plate is not used, the drying and separation effects are not properly performed, and vinyls are easily entangled with each other to form a long bundle. It should be noted that If it is necessary to keep the mesh scale of Trommel (11) smaller, it is possible to use a nylon mesh with a smaller scale.
<표 1> 트롬멜 분리장치를 통과한 페비닐의 평균 성상 TABLE 1 Average Characteristics of Pevinyls Passed through Trommel Separator
상기 블로워에 의한 건조단계는 폐비닐을 성형에 적합한 수분으로 건조하기 위해서는 블로워형 건조장치를 채택하여 수행하는 단계로써, 폐비닐은 일반 섬유류 등과는 달리 조직에 미세공(微細孔)이 없어 아무리 압착을 하거나 열을 가해도 포켓(pocket) 또는 담요(blanket) 현상에 의해서 내부의 수분이 제거되지 않는 특성을 갖고 있다. 따라서 강한 온풍과 함께 폐비닐을 긴 파이프 내로 불어 넣어 통과시켜 강제로 교란에 의한 건조를 실시하는 적절한 투입수단을 포함한 건조장치인 블로워 건조장치에 의하여 건조한다.The drying step by the blower is performed by adopting a blower type drying apparatus to dry the waste vinyl with moisture suitable for molding, and unlike the general fibers, the waste vinyl has no micropores in the tissue and thus is compressed. Even if it is applied or heated, the internal moisture is not removed by the pocket or blanket phenomenon. Therefore, it is dried by a blow drying device, which is a drying device including a suitable input means for blowing waste vinyl into a long pipe with strong warm air and forcing it to dry by disturbance.
상기 블로워 건조장치는 도 2에 도시된 바와 같이 소정의 관경(25cm 내외)과 소정의 길이(30m 내외)로 된 파이프인 풍로 및 블로워(10)와 상기 풍로의 일측 자유단을 열풍을 발생시키는 열풍기(20)가 설치되고 상기 열풍기에 인접하여 풍로의 몸체에 멀칭 폐비닐이 투입되는 역류 방지용 특수 호퍼(ejector)(30)가 형성되고 상기 호퍼를 중심으로 열풍기 이후에 일정 길이(15m 내외)에 보온 덮개(40)가 설치되고 풍로의 타단부에 그물로 된 파이프(50)가 설치되고, 이어서 경사되게 고정식 스크린 드럼(60)이 설치된 후 마지막으로 직물지로 된 자루형태의 마대(70)가 구비된다. 이같은 구성으로 이루어진 블로워 건조장치는 열풍기(20)에 의하여 고온의 온풍을 풍로(10)내에 불어넣으면서 호퍼(30)를 통해 습기를 함유한 폐비닐을 투입하고 송풍에 의하여 온풍과 투입된 폐비닐을 교란하면서 건조?분리된 폐비닐과 이물질이 그물 파이프(50) 및 스크린 드럼(60)을 통과시 이물질과 수증기가 빠져나가고 최종적으로 처리된 폐비닐만 마대(70)로 이송시키면서 폐비닐을 건조하는 것인데, 건조 결과는 아주 양호하여 약 25cm의 관경을 갖는 30 m길이의 장치를 통과시켰을 때, 폐비닐은 함수율은 6% 이내로 줄어들었으며 토사성분도 총량에서는 줄어드는 부수효과가 있었다.The blower drying apparatus is a hot air blower for generating hot air through the air passage and
<표 2> 블로워 건조장치를 통과한 페비닐의 평균 성상TABLE 2 Average Characteristics of Pevinyls Passed through Blower Drying Equipment
이상과 같은 공정을 거쳐 멀칭 폐비닐의 전처리 공정이 완료된다.The pretreatment process of mulching waste vinyl is completed through the above processes.
상기 전처리공정을 통해 파쇄되고 이물질이 부분적으로 제거되며 건조된 멀칭 폐비닐은 여전히 상당 비율의 이물질을 함유하고 있지만 펠릿 제조공정을 통해 일정한 형태를 갖춘 토건자재 사출용 중간원자재인 펠릿으로 제조될 수 있다. 참고로 일정량의 토사 이물질은 펠렛 성형에만 지장이 없다면, PE 단독으로 된 펠릿에 비하여 토건자재로 사용될 경우, 식생(植生) 능력이 띄어나는 등 환경친화적 자재로 기능이 가능하다.The mulching waste vinyl, which is crushed and partially removed through the pretreatment process, still contains a large proportion of foreign matter, but may be manufactured as pellets, which are intermediate raw materials for injection of civil engineering materials, having a predetermined form through a pellet manufacturing process. . For reference, if a certain amount of soil foreign matter does not interfere only with pellet molding, it can function as an environmentally friendly material such as exhibiting vegetation ability when used as a construction material as compared to pellets made of PE alone.
상기 전처리공정을 거친 멀칭 폐비닐은 상기 <표1>에 나타난 바와 같이 폐비닐에 부착되어 잔류하는 토사성분의 량이 개략적으로 일정하게 된다.The mulching waste vinyl, which has been subjected to the pretreatment process, is attached to the waste vinyl as shown in the <Table 1> and the amount of remaining soil component remains roughly constant.
따라서 전처리 공정을 거친 멀칭 폐비닐을 중간원자재로 활용할 수 있는 조건이 되는데, 건조된 그상태로 운반이나 취급이 곤란하여 재활용되어 중간원자재로 이용되 기 부적당하므로 이를 펠릿화하면 수분이 현격히 제거되고 개략적으로 일정한 비율로 PE 순성분과 토사성분이 혼합된 컴파운드로써 그 펠릿의 형태 및 내용 자체가 더 이상 폐기물에 머물지 않고 일정한 형태를 갖는 토건자재와 같은 물품의 원료로 격상된다.Therefore, it is a condition that can be used as an intermediate raw material of mulching waste vinyl that has undergone pretreatment process, but it is difficult to be transported or handled in a dry state and recycled, so it is not suitable to be used as an intermediate raw material. As a compound, a pure PE compound and a soil composition are mixed at a constant ratio, and the form and contents of the pellets no longer stay in the waste and are upgraded as raw materials of articles such as construction materials having a certain form.
사실 순도가 높은 재생 PE를 이용하여 펠릿을 제조하는 사례는 흔한 일이다. 이런 이물질의 함유율이 약 40%인 폐비닐을 이용하여 수출까지 용이하게 펠릿을 제조한 사례는 국내에서는 없었다.In fact, it is common to produce pellets using recycled PE of high purity. In Korea, there were no cases where pellets were easily manufactured to export using waste vinyl having a content of about 40%.
따라서 이웃 국가에서 국경을 이동하여 통관하는데 까다로운 조건을 제시하더라도 폐기물이 아닌 당당한 토건용 원재료로 취급 받을 수 있는 수준의 미려한 펠릿을 간단한 방법으로 제조하는 기술인 것이다.Therefore, it is a technology to manufacture beautiful pellets in a simple way that can be handled as a fair civil raw material, not waste, even if the difficult conditions for customs clearance by moving borders in neighboring countries.
이와 같은 펠릿화 공정의 원리는 비교적 간단하지만 재활용업계에서 일반적으로 채택하고 있는 콜드 커팅 방식 대신에 혼합 핫 커팅 방식을 채택하였다. 콜드 커팅 방식을 채택할 경우, 원료 내에 수분이나 이물질이 어느 수준 이상 함유할 경우, 냉각 수조를 따라 제품 직전의 원료가 지나갈 경우 자주 끊겨서 생산성을 저해하는 요인으로 작용하고 있다. 이에 비해 새로 개발한 본 발명에 따른 펠릿화 제조공정은 혼합 핫 커팅 방식을 적용한 것으로 펠릿타이져에 의하여 수행되며 상기 펠릿타이져는 도 4에 도시된 바와 같이 용융압출기의 말단 배출구 부분을 원통으로 감싸고 다이스를 빠져나오는 제품 직전의 원료에 냉각수를 양방향에서 분사하면서 고속으로 회전하는 2축 칼날로 절단을 하되, 칼날과 원료가 부딪치는 각도를 직각이 아 닌 75o를 유지토록 하여 비스듬히 절단이 이루어지도록 하였다. 즉 성형된 펠렛의 모양이 일정하며 적당한 타원형으로 미려한 모습을 유지할 수 있도록 칼날의 모양 및 절단 각도를 미세하게 조정하여 설치하였다. 만약 직각으로 절단을 하게 되면 이물질이 많은 원료가 거칠게 절단되어 투실투실한 모습을 가지므로 제품의 품위를 저하시키는 결정적 요인이 된다.Although the principle of such pelletization process is relatively simple, mixed hot cutting method is adopted instead of the cold cutting method generally adopted in the recycling industry. When the cold cutting method is used, if the raw material contains more than a certain level of moisture or foreign matter, it is frequently interrupted when the raw material immediately passes the product along the cooling water tank, thereby acting as a factor that inhibits productivity. In contrast, the newly developed pelletization manufacturing process according to the present invention is performed by a pelletizer by applying a mixed hot cutting method, and the pelletizer surrounds the end outlet portion of the melt extruder as shown in FIG. while spray cooling water to the raw material of the product just before exiting the die in both directions, but the cut to biaxial blade rotating at a high speed, and the angle value is the blade and materials find ever orthogonal to maintain a rather than 75 o such that an angle cut is made It was. In other words, the shape of the formed pellets was constant and was installed by finely adjusting the shape and cutting angle of the blade so as to maintain a beautiful appearance with a suitable oval. If cut at right angles, raw materials containing a lot of foreign materials are cut roughly, which is a decisive factor, which is a decisive factor in degrading the product quality.
상기 펠릿타이져는 용융압출기(도시 생략)와 펠릿커터(320)로 구성되는데, 상기 용융압출기는 함수상태의 폐비닐을 공급받아 용융상태로 하여 토사성분까지 혼련하고 탈수하여 수분량을 조정한 후 토출부를 통해 펠릿커터로 공급한다.The pelletizer is composed of a melt extruder (not shown) and a
상기 펠릿커터(320)는 용융압출기의 토출부(311)에 연통되어 형성되어 있고, 냉각수 공급구(322)로부터 커터 냉각수가 순환공급되며, 펠릿 배출구(323)로부터 냉각수와 펠릿이 배출된다.The
도 3는 핫 컷 방식의 컷팅을 나타내는 펠릿커터(320)의 개략단면도이다. 상기 펠릿커터(320)는 통상의 몸체(320B)내에 용융압출기의 토출구(311)로부터 토출된 용융상태의 PE와 토사 혼련물은 압출다이(322)의 정면에 동심원상으로 배치된 다수의 압출구(322h) 로부터 압출된 직후에 동심원상으로 배치되어 커팅칼날(323)의 회전에 의해 컷팅되도록 구성되고, 상기 커팅칼날(323)은 회동되는 회전축(324)의 자유단부에 설치되는데, 상기 회전축(324)은 두 개의 기둥상 몸체로 나뉘어 링크되어 형성되고, 회전축(324)과 커팅칼날(323) 사이에는 일정한 텐션을 유지하는 스프링(326)이 붙어 있어 토출되는 원료인 폐비닐에 쇠붙이 등 단단한 이물질이 함유되어 있을 경우, 커팅칼날(323)이 이물질을 비켜서 절단하도록 하여 커팅칼날(323)의 비정상 마모로 부터 보호할 수 있도록 하였으며, 커터 몸체(320B) 내에는 냉각수 분사노즐(325)이 형성되어 냉각수가 압출다이(322)의 정면에 동심원상으로 배치된 다수의 압출구(322h)에 분사되도록 설치된다.3 is a schematic cross-sectional view of the
도 4는 압출다이(322)의 부분사시도로, 압출구(322h)로부터 함수용융상태의 액상 PE와 토사 혼련물이 토출되면 압출다이(322)의 정면에 동심원상으로 배치되고 비스듬하게 설치된 복수개의 커팅칼날(323)이 압출다이(322)의 정면을 회전하면서 압출구(322h)로부터 압출되어 나오는 혼련물을 적당한 크기로 커팅하여 연성(延性)의 펠릿을 만들고 잘려나온 연성 펠릿은 냉각수분사노즐(325)에 의하여 분사된 냉각수에 의하여 수냉이 되면서 고화되어 도 5에 나타난 바와 같이 일정하면서도 미려한 소두(小豆 ; Bean)형태의 펠릿이 만들어진다.FIG. 4 is a partial perspective view of the extrusion die 322. When the liquid PE and the earth and sand mixture in the molten state are discharged from the
커팅이 완료된 펠릿은 냉각수로 사용되어진 물과 함께 커터몸체(320B)의 배출구를 통해 외부로 쏟아져 나오게 되는데 이것을 다공성 바닥의 진동 체(vibrating sieve; 도시생략)로 옮겨지면서 물은 천공을 통해 아래로 빠지고 남은 펠렛은 한 곳에 모아졌다가 저장조로 옮기게 된다. 이때 건조 촉진을 위하여 진동 체에는 건조공기를 불어넣어주는 장치를 설치하거나 저장조로 이송시 블로워로 이송하개 되면 훨씬 효과적이다. After cutting, the pellet is poured out through the outlet of the
본 발명에 따른 토건자재 사출용 중간원자재인 펠릿 및 그 제조방법은 농촌 에서 멀칭용으로 사용하다 폐기한 폐비닐을 한국환경자원공사에서 개발하여온 각종 전처리 장치를 이용하여 이물질 분리 및 수분 건조를 시키고 이를 성형기 및 새로 고안된 펠릿커터를 이용하여 각종 토건자재류를 제조하는데 적절한 일정하고 미려한 모양의 펠렛과 그 제조방법에 관한 것으로 간단하고도 경제적으로 전처리 및 펠렛으로 성형함으로써 수요가 급증하고 있는 토건용 자재로 주변국들에까지 수출할 수 있는 기술을 확보하였다.Pellets which are intermediate raw materials for the injection of civil engineering materials according to the present invention, and their manufacturing method are used for mulching in rural areas, and the waste vinyl is separated and dried by using various pretreatment devices developed by Korea Environmental Resources Corporation. It relates to pellets of uniform and beautiful shape suitable for manufacturing various kinds of civil engineering materials by using a molding machine and newly designed pellet cutter, and a method of manufacturing the same. We secured the technology to export to neighboring countries.
본 발명에 따른 방법에 의하면 사용되는 멀칭 폐비닐은 그 종류 및 오염상태에 따라 전처리효율에 영향을 받으나 최종 제품인 펠릿을 제조하는데 어려움이 없었으며 모두 미려한 펠릿으로 제조가 가능하였다.According to the method according to the present invention, the mulching waste vinyl used is affected by the pretreatment efficiency according to its type and contamination state, but there is no difficulty in preparing the final product pellets, and all of them can be manufactured as beautiful pellets.
국내에는 현재 폐비닐 재생원료에 대한 물리적 재생의 원료로써는 어떠한 물성이나 성상의 기준치가 없다. 그러나 수출을 하기 위해서는 해당 국가의 통관 절차에 의해서 산업재산권으로 인정을 받으려면 그 외관이 일정하고 미려하여야 함은 물론이고 산업적으로 활용됨에 있어서는 제품의 균일성과 양산성이 있어야 하는바 본 발명에 따른 펠릿이 적합하다. 이때까지 폐비닐 재생품이 수출을 하지 못하였던 것은 그 가공 정도가 조악하여 토건용 원자재로 인정을 받지 못함에 있음을 고려한다면 외관이 미려하고 일정 형태를 갖춘 중간원료의 개발이 절실한 실정에 적합하게 대응하는 것이 본 발명의 펠릿이다.In Korea, there is no standard property or property as a raw material for physical regeneration of waste vinyl recycled materials. However, in order for export to be recognized as an industrial property right by the customs clearance procedure of the relevant country, the appearance must be constant and beautiful, and in industrial use, the product must have uniformity and mass production. Suitable. Considering that the waste plastic recycled products could not be exported until this time, the degree of processing was so poor that it was not recognized as a raw material for civil engineering. It is the pellet of this invention.
따라서 본 기술을 이용하여 제조된 PE 폐비닐을 이용한 토건용 원재료는 국내의 수요는 물론 주변국에 수출을 할 경우, 농촌에서 한 해 약 26만 톤씩 발생되어 계속 적체되고 있는 농업용 폐비닐의 재활용을 촉진시키는 것은 물론이고, 세척하는데 다량의 용수 등을 사용하지 않아도 됨으로 인해 극히 친환경적으로 전처리하여 산업자재용 중간원자재로 소비할 수 있는 것이다. 특히 본 발명에 따른 방법으로 멀칭 폐비닐을 처리하는 방법은 재래식 방법으로는 이물분리 및 건조가 어렵던 폐비닐을 간단하면서도 대량으로 처리할 수 있어 경제적이며, 특별히 고안된 혼합 핫 커팅 장치는 여전히 이물질이 상당량 함유한 폐비닐을 경제적으로 최종 제품인 펠릿을 성형할 수 있을 뿐만 아니라 그 성형된 모습도 미려하고 일정한 형태를 유지하고 있어 토건용 원자재로 국경 이동에도 지장이 없어 국내 수요에 부응은 물론 수출까지 가능하다.Therefore, the raw materials for civil engineering using PE waste vinyl produced using this technology promote the recycling of agricultural waste vinyl, which generates about 260,000 tons per year in rural areas when exported to neighboring countries as well as domestic demand. Of course, since it does not have to use a large amount of water for washing, it can be consumed as an intermediate raw material for industrial materials by pretreatment in an extremely environmentally friendly manner. In particular, the method of treating mulching waste vinyl by the method according to the present invention is economical because it can simply and largely process waste vinyl, which is difficult to separate and dry in the conventional method, and the specially designed mixed hot cutting device still has a considerable amount of foreign matter. It is not only economically able to form the final product pellets containing waste vinyl, but also its beautiful appearance and maintains a certain shape, so it is possible to meet domestic demand and export as it is a raw material for civil engineering, which does not interfere with border movement. .
특히 토사 이물질은 펠릿 성형에만 지장이 없으면, PE 단독으로 사용된 펠릿에 비하여 토건자재로 사용될 경우, 식생(植生) 능력이 띄어나는 등 환경친화적 자재로 기능이 가능하여 장점으로 부각될 수 있다. In particular, if the soil foreign matter does not interfere only with the pellet molding, when used as a construction material, compared to the pellets used by PE alone, it is possible to stand out as an environmentally friendly material, such as the ability to grow vegetation (植 生 植) stand out.
본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 제품인 펠릿으로는 직접적으로는 하수관거, 토류판, 천변(川邊) 또는 비탈면 보호블럭, 인조목재, 고속도로 경계석 및 중앙분리대 등 각종 토건용은 물론 함지박 등 생활용품으로도 다양하게 사용되어질 수 있어 아까운 석유자원을 유용하게 사용할 수 있고, 기존의 습식공정이나 건식공정에 응용할 경우, 공정에서의 세척에 필요한 부하를 현저히 감소시켜 처리비용이 절감되며, 본 발명에 따른 방법이 수행되는 과정에서 유도되는 기술들을 응용하면 기타 폐기물의 분리 및 건조장치에도 이용할 수 있는 등 현장적응성을 확대하여 폐기물 재활용이 촉진될 수 있다.The pellets manufactured by the method according to the present invention can be directly used for various constructions such as sewage pipes, earthen boards, cheonnyeon or slope protection blocks, artificial wood, highway boundary stones and central separators, as well as household articles such as ham paper. Because it can be used to use the waste oil resources usefully, and when applied to the existing wet process or dry process, the process cost is reduced by significantly reducing the load required for washing in the process, the method according to the present invention is carried out The application of techniques derived from these processes can be used for other waste separation and drying equipment, thereby promoting waste recycling by expanding field adaptability.
본 발명은 궁극적으로 자원의 절약과 재활용을 통한 환경보호 그리고 안정적인 재 활용원료 확보 및 수출 등을 통하여 국가경제에도 이바지할 것이다.The present invention will ultimately contribute to the national economy through environmental protection through the saving and recycling of resources and securing and exporting stable recycled materials.
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Cited By (4)
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KR101516957B1 (en) * | 2013-05-07 | 2015-06-11 | (주)에리텍 | Pellet manufacturing equipment using waste plastic |
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