KR100501536B1 - Electrodes for electrostatic plastic particles separator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 다른 재질이 서로 혼합된 플라스틱입자를 정전분리현상을 이용하여 분리하는 정전분리장치의 전극 구조에 관한 것으로, 특히 전극은 서로 대향하면서 상하방향으로 배치된 양극(10)과 음극(20)으로 구성되고, 상기 양극(10)과 음극(20)은 전기전도성이 우수한 알루미늄, 아연, 구리, 니켈, 은 중 어느 하나의 재질로 이루어진 와이어로써 스크린형상으로 구성되어 와이어들이 교차하는 부분(B)에서 전류밀도를 상대적으로 높임으로써 플라스틱입자를 끌어당기는 인력을 증가시켜 플라스틱 분리효율을 높이고, 각 전극에 플라스틱이 코팅되어 전극쪽으로 편향되는 플라스틱입자를 완충하여 반발되는 거리를 줄여주는 동시에 전극에 플라스틱입자가 부착되는 것을 막아주게 된다. The present invention relates to an electrode structure of an electrostatic separator that separates plastic particles mixed with different materials by using an electrostatic separation phenomenon, in particular, the electrodes 10 and the cathode 20 disposed in the vertical direction facing each other. And the anode 10 and the cathode 20 are wires made of any one of aluminum, zinc, copper, nickel, and silver having excellent electrical conductivity. By increasing the current density at), the attraction force of plastic particles is increased to increase the plastic separation efficiency, and the plastic is coated on each electrode to buffer the plastic particles deflected toward the electrode, reducing the repulsion distance and at the same time This prevents the particles from adhering.

Description

혼합 플라스틱 정전분리장치용 전극{ ELECTRODES FOR ELECTROSTATIC PLASTIC PARTICLES SEPARATOR}Electrode for Mixed Plastic Electrostatic Separator {ELECTRODES FOR ELECTROSTATIC PLASTIC PARTICLES SEPARATOR}

본 발명은 정전분리를 이용하여 여러가지 종류가 혼합된 플라스틱을 종류별로 분리하는 혼합플라스틱 정전분리장치에 관한 것으로, 특히 대전된 플라스틱입자를 반대극성으로 끌어당겨 분리하는 전극의 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a mixed plastic electrostatic separator that separates various types of mixed plastics by type using electrostatic separation, and more particularly, to a structure of an electrode that pulls and separates charged plastic particles in opposite polarities.

현재 플라스틱은 경량이면서 강도와 성형성이 우수하여 그 사용량이 매년 증가함에 따라 폐플라스틱의 량도 급격히 증가하고 있다. 그런데 폐플라스틱은 재활용율이 극히 낮아서 경제적인 손실은 물론 환경보호차원에서 큰 문제로 대두되고 있다.Currently, plastics are lightweight, have excellent strength and formability, and the amount of waste plastic is rapidly increasing as the amount of use increases every year. However, waste plastics are extremely low in terms of recycling rate, which is becoming a big problem not only for economic loss but also for environmental protection.

특히 여러가지 종류의 플라스틱이 혼합되어 있는 폐플라스틱은 그대로 재생하기가 어려워 그대로 폐기되거나 재생을 하더라도 품질이 낮으므로 제품의 원료로 사용되기 어렵다. 따라서 이러한 혼합 플라스틱의 경우는 종류별로 분별하는 것이 필요하여 여러가지 방법이 개발되어 오고 있다. In particular, waste plastics mixed with various kinds of plastics are difficult to be recycled as they are, so they are difficult to be used as raw materials of products because they are of low quality even if they are disposed of or recycled. Therefore, in the case of such mixed plastics, it is necessary to distinguish by type, and various methods have been developed.

그 중 정전기를 이용하여 플라스틱을 종류별로 분별하는 정전분리장치가 가장 널리 알려져 있고, 한국 특허공개 제10-2000-50048호로 개시된 것이 있다. 상기 종래의 정전분리장치는 마찰대전기를 사용하여 혼합폐플라스틱입자를 교반시켜 마찰시킴으로써 플라스틱입자를 대전시킨 후, 이들 플라스틱입자를 서로 마주보게 배치된 음극과 양극의 1쌍의 전극사이로 자유낙하시키면 음전하를 띤 플라스틱입자는 양극쪽으로 편향되어 그 아래쪽에 위치한 용기에 분리저장되고, 양전하를 띠는 플라스틱입자는 음극쪽으로 편향되어 별도의 용기에 분리저장됨으로써 서로 다른 2종류의 플라스틱입자를 분별하게 되어 있다. Among them, an electrostatic separator for classifying plastics by type using static electricity is most widely known, and there is one disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2000-50048. In the conventional electrostatic separator, the plastic particles are charged by agitating and rubbing mixed waste plastic particles by using a triboelectric charge, and then freely dropping these plastic particles between a pair of electrodes of a cathode and an anode disposed to face each other, a negative charge. Plastic particles are deflected toward the anode and separated and stored in a container located below, positively charged plastic particles are deflected toward the cathode and separated and stored in a separate container to distinguish two different types of plastic particles.

그런데 상기 종래의 정전분리장치의 전극들은 도 1에 도시된 바와 같이, 판형으로 이루어져 있다. 따라서 판형의 전극들은 전류가 전극의 면전체에 분산되므로 상대적으로 단위 면적당 전류밀도가 낮아서 그 사이를 통과하는 플라스틱입자들을끌어당기는 정전인력이 상대적으로 낮게 된다. 그러므로 전극이 판형으로 이루어진 상기 종래의 정전분리장치는 플라스틱입자를 정전분리하는 효율이 낮은 단점이 있었다. However, the electrodes of the conventional electrostatic separator are formed in a plate shape, as shown in FIG. Therefore, the plate-shaped electrodes have a relatively low current density per unit area because current is dispersed throughout the entire surface of the electrode, so that the electrostatic attraction to attract plastic particles passing therebetween is relatively low. Therefore, the conventional electrostatic separator having an electrode having a plate shape has a disadvantage of low efficiency of electrostatic separation of plastic particles.

이에 본 발명은 상기 종래의 정전분리장치가 가진 문제점을 해소하기 위하여 전류밀도를 높여 정전인력을 증대시킴으로써 플라스틱입자를 정전분리효율을 향상시키는 전극을 제공함에 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrode that improves the electrostatic separation efficiency of plastic particles by increasing the electrostatic attraction by increasing the current density in order to solve the problems of the conventional electrostatic separation device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 2종류이상의 재질이 혼합된 플라스틱입자에 정전기를 부여하고 그 정전기를 띤 플라스틱입자를 서로 마주보게 배치된 1쌍의 전극들 사이로 낙하시켜 플라스틱입자를 정전분리하는 플라스틱 정전분리장치에 있어서, 상기 1쌍의 전극을 스크린구조로 구성한 것에 특징이 있다. The present invention for achieving the above object is to give a static electricity to the plastic particles mixed with two or more kinds of materials and to drop the electrostatic plastic particles between a pair of electrodes disposed to face each other to plastically separate the plastic particles In the electrostatic separator, the pair of electrodes is characterized by a screen structure.

이러한 본 발명은 여러개의 와이어들이 서로 얽혀서 스크린 구조로 되므로 와이어들이 교차하는 부분에서 전류밀도가 상대적으로 증가하므로 플라스틱을 전극쪽으로 끌어당기는 인력이 증가되어 플라스틱입자의 분리효율을 높일 수 있고, 아울러 전극의 무게도 감소시킬 수 있으며, 재료도 절감할 수 있게 된다.In the present invention, since the wires are entangled with each other to form a screen structure, the current density increases relatively at the intersections of the wires, thereby increasing the attraction force of the plastic toward the electrode, thereby increasing the separation efficiency of the plastic particles. The weight can be reduced, and the material can be saved.

특히, 본 발명은 상기 전극에 플라스틱이 얇게 코팅된 구조로 할 수도 있다. 이 경우는 분리하고자 하는 플라스틱입자가 전극에 이끌려 편향될 때 낙하하는 플라스틱입자가 전극의 코팅층에 닿아 완충되므로 플라스틱입자가 저장용기를 벗어날 정도로 튕겨져 나가는 것을 막을 수 있는 동시에 작은 크기의 플라스틱입자가 전극에 곧바로 부착되는 현상을 방지함으로써 분리효율을 높일 수 있게 된다. In particular, the present invention may have a structure in which the plastic is coated thinly on the electrode. In this case, when the plastic particles to be separated are attracted to the electrode and deflected, the falling plastic particles come into contact with the electrode's coating layer and are buffered to prevent the plastic particles from being thrown out of the storage container and at the same time, the small sized plastic particles It is possible to increase the separation efficiency by preventing the phenomenon to be attached immediately.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings.

도 1는 본 발명에 따른 전극이 적용된 혼합플라스틱 정전분리장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a mixed plastic electrostatic separator according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 2종류 이상의 재질로 혼합성형된 폐플라스틱은 분쇄기(1)를 거치면서 적당한 크기로 분쇄되어 플라스틱입자로 된다. 이 플라스틱입자는 일정한 매쉬(mesh)의 스크린을 통과시켜 정전분리하기에 적합한 크기로 선별된다. As shown in FIG. 1, the waste plastic mixed and molded with two or more kinds of materials is pulverized to an appropriate size while passing through the grinder 1 to form plastic particles. The plastic particles are screened to a size suitable for electrostatic separation through a mesh screen.

이렇게 선별된 혼합플라스틱입자들은 하전장치(2)안으로 투입되어 양전하 또는 음전하중 어느 하나의 정전하를 띠게 된다. 이때 하전장치(2)는 여러종류가 적용될 수 있지만, 본 발명은 PVC와 같은 플라스틱재질로 만들어진 이송관안으로 분별하고자 하는 혼합플라스틱입자를 블로워에서 배출되는 공기로써 강제이송시키면서 이송관과 분별하고자 하는 플라스틱입자를 서로 마찰접촉시켜 서로 다른 재질의 플라스틱입자에 각각 다른 극성의 정전하를 띠게 하는 방법을 적용한다. 이와 같은 공기식 하전장치는 플라스틱용기안에 플라스틱입자를 충전하고 교반하여 플라스틱입자와 플라스틱용기와의 마찰접촉에 의한 하전방식에 비하여 구조가 간단하여 전체 장치를 컴팩트하게 할 수 있는 장점이 있다.The mixed plastic particles thus selected are introduced into the charging device 2 to have a static charge of either positive or negative charge. In this case, the charging device 2 may be applied in various kinds, but the present invention is a plastic to be separated from the conveying pipe while forcibly transferring the mixed plastic particles to be separated into the conveying pipe made of a plastic material such as PVC as air discharged from the blower. The method applies frictional contact of the particles to plastic particles of different materials so as to have electrostatic charges of different polarities. Such a pneumatic charging device has the advantage that the entire device can be compact because the structure is simpler than the charging method by the frictional contact between the plastic particles and the plastic container by filling and stirring the plastic particles in the plastic container.

상기한 바와 같이 하전장치(2)에서 대전된 혼합 플라스틱입자를 극성별로 정전분리하는 1쌍의 전극(3)이 설치된다. 상기 1쌍의 전극(3)은 양극(10)과 음극(20)으로 이루어진다. As described above, a pair of electrodes 3 for electrostatic separation of the mixed plastic particles charged by the charging device 2 for each polarity is provided. The pair of electrodes 3 consist of an anode 10 and a cathode 20.

따라서 하전장치(2)를 통과하면서 대전된 혼합 플라스틱입자를 1쌍의 전극(3)의 사이로 자유낙하시키면, 상기 혼합플라스틱입자들 중에서 양전하를 띤 플라스틱입자는 음극(20)에 이끌려 편향되면서 음극(20)의 아래쪽에 배치된 제1저장용기(31)에 분리저장되고, 음전하를 띤 플라스틱입자는 양극(10)으로 편향되면서 낙하하여 양극(10)의 하단 아래쪽에 배치된 제2저장용기(32)에 분리저장됨으로써 혼합 플라스틱입자를 종류별로 분별하게 된다. Accordingly, when the mixed plastic particles charged while passing through the charging device 2 are freely dropped between the pair of electrodes 3, the positively charged plastic particles of the mixed plastic particles are attracted to the negative electrode 20 and are deflected to form a negative electrode ( The second storage container 32 which is separated and stored in the first storage container 31 disposed below the lower portion 20, and which is negatively charged plastic particles falls while being deflected toward the positive electrode 10 and is disposed below the bottom of the positive electrode 10. By separating and storing), the mixed plastic particles are classified by type.

상기 전극(3)들은 도 2에 도시된 바와 같이 알루미늄, 아연, 구리, 니켈, 은 등과 같은 전기전도성이 양호한 와이어들을 사방으로 교차시켜 만든 스크린구조로 된다. 이 경우 상기 와이어들이 교차하는 부분(B)에서는 그렇지 않은 부분에 비하여 전류밀도가 높아져 플라스틱입자들을 끌어당기는 인력이 증가하게 되어 플라스틱입자를 분별하는 효율을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 2, the electrodes 3 have a screen structure formed by crossing wires having good electrical conductivity such as aluminum, zinc, copper, nickel, and silver in all directions. In this case, in the portion (B) where the wires cross, the current density is higher than that of the other portion, so that the attraction force for attracting the plastic particles is increased, thereby improving the efficiency of separating the plastic particles.

도 3은 본 발명에 따른 스크린구조의 전극을 사용한 경우와 그외 판형, 수평바아 또는 수직바아형태의 전극을 사용한 경우에 그 각각의 플라스틱 분리효율을 나타낸 그래프이다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 스크린 구조로 된 전극을 사용하여 ABS플라스틱입자와 PVC플라스틱입자가 8:2로 혼합된 혼합 플라스틱입자를 정전분리한 경우 본 발명에 따른 전극을 사용한 경우에 플라스틱분리효율, 즉 ABS플라스틱입자의 회수율이 가장 우수하였다. Figure 3 is a graph showing the separation efficiency of each of the plastic in the case of using the electrode of the screen structure according to the present invention and other plates, horizontal bars or vertical bars. As shown in FIG. 3, the electrostatic separation of mixed plastic particles in which ABS plastic particles and PVC plastic particles are mixed at 8: 2 using an electrode having a screen structure according to the present invention uses an electrode according to the present invention. In this case, the plastic separation efficiency, that is, the recovery rate of ABS plastic particles was the best.

또 상기 각 전극(3)의 와이어들의 외측면에는 플라스틱이 코팅된다. 이 경우 한편, 본 발명의 전극에는 플라스틱이 코팅될 수도 있다. 이 경우 양극(10) 또는 음극(20)에 각각 이끌려 편향되는 대전 플라스틱입자들은 이들 전극에 직접 부딪히지 않고 그 외주면에 코팅된 플라스틱에 부딪혀 완충되면서 낙하하므로 그 아래쪽 저장용기의 정확한 위치에 낙하하게 되어 정확하게 선별되게 된다. 그리고 플라스틱입자가 전기를 띤 전극에 직접 부딪히지 않으므로 전극에 부착되는 현상을 방지할 수 있게 된다.In addition, the outer surface of the wires of each electrode 3 is coated with plastic. In this case, on the other hand, the electrode of the present invention may be coated with plastic. In this case, the charged plastic particles that are drawn and deflected by the positive electrode 10 or the negative electrode 20 respectively fall and fall to the correct position of the lower storage container because the charged plastic particles do not hit the electrodes directly but fall against the plastic coated on the outer circumferential surface thereof. Will be screened. And since the plastic particles do not directly hit the electrode with electricity it is possible to prevent the phenomenon that adheres to the electrode.

도 4는 본 발명에 따라 플라스틱이 코팅된 전극을 사용한 경우와 코팅되지 않은 전극을 사용하여 ABS플라스틱입자와 PVC플라스틱입자가 8:2로 혼합된 혼합 플라스틱입자를 정전분리한 경우 본 발명에 따른 전극을 사용한 경우에 플라스틱분리효율, 즉 ABS플라스틱입자의 회수율이 가장 우수하였다. 4 is an electrode according to the present invention in the case of using an electrode coated with plastic according to the present invention and electrostatic separation of mixed plastic particles in which ABS plastic particles and PVC plastic particles are mixed at 8: 2 using an uncoated electrode. In the case of using the plastic separation efficiency, that is, the recovery rate of ABS plastic particles was the best.

본 발명에 따른 정전분리장치의 전극은 여러개의 와이어들이 서로 얽혀서 스크린 구조로 되므로 와이어들이 교차하는 부분에서 전류밀도가 상대적으로 증가하므로 플라스틱을 전극쪽으로 끌어당기는 인력이 증가되어 플라스틱입자의 분리효율을 높일 수 있고, 아울러 전극의 무게도 감소시킬 수 있으며, 재료도 절감할 수 있게 된다. Since the electrode of the electrostatic separator according to the present invention has a screen structure in which several wires are entangled with each other, the current density is relatively increased at the intersections of the wires, thereby increasing the attraction force of the plastic toward the electrode, thereby increasing the separation efficiency of the plastic particles. In addition, the weight of the electrode can be reduced, and the material can be saved.

그리고 전극에 코팅을 하는 경우는 분리하고자 하는 플라스틱입자가 전극에 이끌려 편향되는 플라스틱입자가 코팅층에 닿아 완충되므로 플라스틱입자가 저장용기를 벗어날 정도로 튕겨져 나가는 것을 막을 수 있는 동시에 작은 크기의 플라스틱입자가 전극에 부착되는 현상을 방지함으로써 분리효율을 높일 수 있게 된다. In the case of coating on the electrode, the plastic particles to be separated are attracted to the electrode, and the deflected plastic particles touch the coating layer to buffer the plastic particles from falling out of the storage container. It is possible to increase the separation efficiency by preventing the phenomenon of adhesion.

도 1은 본발명에 따른 전극이 적용된 정전분리장치의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of an electrostatic separator using an electrode according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 전극의 구조를 도시한 사시도,2 is a perspective view showing the structure of an electrode according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따라 스크린구조의 전극을 사용한 경우와 그외의 전극을 사용한 경우에 플라스틱 분리효율을 비교한 그래프,Figure 3 is a graph comparing the separation efficiency of the plastic in the case of using the electrode of the screen structure and other electrodes in accordance with the present invention,

도 4는 본 발명에 따라 플라스틱이 코팅된 전극을 사용한 경우와 그렇지 않은 전극을 사용한 경우의 플라스틱 분리효율을 비교한 그래프이다. Figure 4 is a graph comparing the separation efficiency of the plastic when using the electrode coated with the plastic according to the present invention and when not using the electrode.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of code about main part of drawing ※

1: 분쇄기 2: 하전장치1: crusher 2: charging device

3: 전극 3: electrode

10: 양극 20: 음극10: anode 20: cathode

31: 제1저장용기 32: 제2저장용기31: First storage container 32: Second storage container

Claims (3)

양극(10)과 음극(20)으로 이루어진 1쌍의 전극이 서로 대향되게 배치되고, 각 전극은 하전장치를 통과하면서 대전된 플라스틱입자를 각각 끌어당겨 정전분리하는 혼합플라스틱 정전분리장치용 전극에 있어서,In a pair of electrodes consisting of a positive electrode 10 and a negative electrode 20 are arranged opposite to each other, each electrode is a mixed plastic electrostatic separator device for the electrostatic separation of each of the charged plastic particles while passing through the charging device , 상기 양극(10)과 음극(20)은 전기전도성이 우수한 금속재질의 와이어들이 서로 사방으로 얽혀서 이루어진 스크린구조로 된 것을 특징으로 하는 혼합플라스틱 정전분리장치용 전극.The positive electrode (10) and the negative electrode (20) is a mixed plastic electrostatic separator, characterized in that the wire structure of the metal material having excellent electrical conductivity is entangled with each other in all directions. 제1항에 있어서, 상기 전극(3)은 알루미늄, 아연, 구리, 니켈, 은중에서 선택된 하나의 재질로 된 와이어들이 사방으로 엮어져 스크린구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합플라스틱 정전분리장치용 전극. The electrode of claim 1, wherein the electrode (3) is made of aluminum, zinc, copper, nickel, or silver, in which wires are woven in all directions to form a screen structure. 제2항에 있어서, 상기 전극(3)의 각 와이어들의 외주면에는 플라스틱이 얇게 코팅된 것을 특징으로 하는 혼합플라스틱 정전분리장치용 전극. 3. Electrode for mixed plastic electrostatic separator according to claim 2, characterized in that the outer circumferential surface of each wire of the electrode (3) is coated with a thin plastic.
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