KR101611917B1

KR101611917B1 - 재활용을 위한 pet 분쇄물 세척장치

Info

Publication number: KR101611917B1
Application number: KR1020140133001A
Authority: KR
Inventors: 권승대
Original assignee: 주식회사삼동이엔티
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2016-05-02
Also published as: KR20160039828A

Abstract

본 발명은 PET 병을 분쇄하고 PET 재질의 분쇄물만을 선별한 후에 이를 세척하기 위한 PET 분쇄물 세척장치에 관한 것으로, PET 병을 분쇄한 후에 비중처리장치에 의하여 선별분리된 PET 분쇄물을 세척하기 위한 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치로서, PET 분쇄물 세척을 위한 용액을 담기 위한 교반용기, 상기 교반용기의 내부에 회전하도록 세로로 설치된 다수의 교반기, 및 상기 교반용기의 하단 연결구에서 이어져 상측으로 연장되어 상기 교반용기 내의 용액의 수면보다 높게 배출구가 형성되고, 내부에 이송스크류가 설치된 배출기를 포함한다.

Description

재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치{PET Chip Washer for Recycling}

본 발명은 PET 병 재활용에 관한 것으로, 특히 PET 병을 분쇄하고 PET 재질의 분쇄물만을 선별한 후에 이를 세척하기 위한 PET 분쇄물 세척장치에 관한 것이다.

페트(PET)병은 가볍고 강한 성질을 갖고 인체에 무해한 재료로 구성되어 물, 주스 등의 음료를 담기 위한 용기로 많이 사용되고, 계속하여 사용량이 증가하는 추세다. 그런데 사용하고 남은 페트병은 자연 상태에서 잘 분해되지 않아 환경 오염 물질로 분류되고 있고, 반복적 재활용에 의하여 환경 오염을 최소화하는 노력이 이루어지고 있다.

수거한 페트병을 투입한 후에 색상을 분리하는 색상분리공정, 재활용 가공에 적합한 크기, 예로서 약 10cm 직경의 단편(chip)으로 분쇄하는 분쇄공정, 다양한 재료로 구성된 단편을 동일한 재료의 그룹으로 분리하는 분리공정, 및 단편의 표면에 부착된 이물질 등의 불순물을 제거하기 위한 세척공정을 거쳐 최종적으로 재활용에 사용될 수 있는 페트병 분쇄물을 획득하게 된다.

공개특허 특2000-0072851호에 페트병 회수재생방법이 개시되어 있는데, 페트병을 수거하여 색상별로 분류한 다음, 동일한 색상의 페트병을 한꺼번에 분쇄하여 소정의 크기의 다양한 재료로 구성된 분쇄물을 생성하고, 비중처리장치를 이용하여 비중이 높은 PET 분쇄물과 비중이 낮은 PP 또는 PE 분쇄물을 분리한 후에 선별된 PET 분쇄물은 다음에 세척장치로 이송되어 PET 분쇄물 세척을 위한 용액을 포함하는 교반용기 내에 투입되어 소정의 교반기에 의하여 교반되어 세척됨으로써 순수 PET 분쇄물을 획득할 수 있게 된다.

그런데 PET 분쇄물을 세척하는 종래의 세척기 구조로는 PET 분쇄물을 단시간에 충분히 세척하지 못하는 문제가 있었고, 본 발명자는 이를 해결하기 위하여 새로운 구조의 세척장치를 착상하기에 이른 것이다.

공개특허 특2000-0072851호 (2000.12.05 공개)

본 발명의 목적은 PET 병을 분쇄한 후 선별분리된 PET 분쇄물을 단시간에 효과적으로 세척하기 위하여 교반용기 내에 다수의 교반기를 포함하고 교반용기 내측벽에 다수의 돌기를 포함하는 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치를 제공하기 위한 것이다. 기타 본 발명의 다른 목적은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 상세한 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 PET 병을 분쇄한 후에 비중처리장치에 의하여 선별분리된 PET 분쇄물을 세척하기 위한 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치로서, PET 분쇄물 세척을 위한 용액을 담기 위한 교반용기, 상기 교반용기의 내부에 회전하도록 세로로 설치된 다수의 교반기, 및 상기 교반용기의 하단 연결구에서 이어져 상측으로 연장되어 상기 교반용기 내의 용액의 수면보다 높게 배출구가 형성되고, 내부에 이송스크류가 설치된 배출기를 포함한다.

또한, 상기 교반기는 상기 교반용기의 상측에 고정되고 하방으로 세로로 설치된 교반축, 및 상기 교반축의 외주면에 형성된 다수의 교반 날개를 포함하고, 상기 교반 날개는 상기 교반축과 0 내지 90 이하의 제1 경사각을 이루도록 형성된 상면이 편평한 막대이고, 상기 교반 날개의 상기 편평한 상면은 상기 교반축과 0 내지 90 이하의 제2 경사각을 이루도록 형성될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 교반용기의 내측벽에는 다수의 돌기가 형성되도록 구성할 수 있다.

여기에서, 상기 교반용기의 내측벽에 다수의 수용홈이 형성되고, 상기 돌기의 말단에 나사선이 형성된 체결부를 포함하여 상기 체결부를 통하여 상기 수용홈에 나사결합하도록 형성될 수 있고, 또한, 상기 교반용기의 내측벽에 다수의 수용홈이 형성되고, 상기 돌기의 중심에 체결공이 형성되어 상기 체결공을 통하여 체결수단을 삽입하여 상기 돌기를 상기 수용홈에 체결되도록 구성할 수 있다.

바람직하게는, 상기 수용홈과 상기 돌기 사이에 삽입되는 돌출 조정 부재를 포함하여 상기 교반용기의 내측벽에 형성되는 상기 돌기의 돌출 정도를 조정할 수 있도록 구성할 수 있다.

본 발명의 교반용기의 내측벽에 다수의 돌기를 포함하고 다수의 교반기가 장착되어 회전함으로써 상부에 투입되는 PET 분쇄물이 하부 바닥으로 떨어지는 과정에서 다수의 상승 및 하강을 반복함과 동시에 교반용기의 내측벽의 돌기에 충돌됨으로써 단시간에 매우 효과적으로 세척된 PET 분쇄물을 획득할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치의 개략적 구성도;
도 2는 도 1의 교반기의 구조를 도시하는 사시도;
도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치의 교반용기의 내측벽에 형성된 돌기를 보여주는 사시도; 및
도 4는 도 3의 돌기의 다양한 실시 형태를 도시하는 측면도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치의 개략적 구성도이다. 즉, 본 발명은 PET 병을 분쇄한 후에 비중처리장치에 의하여 선별분리된 PET 분쇄물을 세척하기 위한 장치이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치는 교반용기(10), 교반기(100), 및 배출기(20)를 포함한다.

상기 교반용기(10)는 PET 분쇄물 세척을 위한 용액을 담기 위한 용기이다. 용액은 통상적으로 비중이 1인 물을 이용하는데, PET 분쇄물을 더욱 효과적으로 세척하기 위하여 물에 소량의 NaOH를 넣어 NaOH 수용액을 세척 용액으로 이용할 수 있다. 따라서 PET 분쇄물 표면에 끼인 PET 재질 이외의 불순물을 완전히 제거할 수 있도록 한다. 교반용기(10)의 형태는 원통형 등 내부에 설치되는 교반기(100)의 크기 및 배치에 따라 다양하게 구성할 수 있으나, 하단 바닥면의 중심부인 배출기(20)에 연결되는 부분은 아래로 서서히 폭이 좁아지는 형태로 구성하여 세척되어 낙하하는 PET 분쇄물이 자연스럽게 한곳에 집중적으로 모여 배출기(20)를 통하여 외부로 배출될 수 있도록 구성하는 것이 바람직할 것이다.

상기 교반기(100)는 상기 교반용기(10)의 내부에 회전하도록 다수가 세로로 설치된다. 교반기(100)는 일단에 연결된 구동모터(30)의 회전력에 의하여 세로축을 따라 회전하도록 설치되며 다수의 교반기(100) 상호간에 소정의 간격을 이루어 회전시 서로 충돌이 생기지 않으면서 효율적으로 PET 분쇄물을 교반시켜 PET 분쇄물이 용액과 충돌하여 표면에 끼인 불순물이 충분히 제거되도록 한다. PET 분쇄물은 중력에 의하여 교반용기(10)의 하부에 축적되는데, 교반용기(10)의 상측 투입구를 통하여 투입된 PET 분쇄물이 교반용기(10)의 하부 바닥면으로 낙하하는 과정에서 교반기(100)가 동작하여 PET 분쇄물이 충분히 세척될 수 있도록 낙하시간을 증가시킬 수 있다. 설치되는 교반기(100)의 개수는 시간당 공급되는 PET 분쇄물의 양 및 공간적인 제약을 고려하여 적절히 정해져야 할 것이다. 도 1에서는 4개의 교반기(100)가 대칭적으로 일정한 간격으로 배치되어 있다.

상기 배출기(20)는 상기 교반용기(10)의 하단 연결구(18)에서 이어져 상측으로 연장되어 상기 교반용기(10) 내의 용액의 수면보다 높게 배출구(29)가 형성되고, 내부에 이송스크류(24)가 설치된다. 교반용기(10) 내에 투입되어 교반기(100)의 동작에 의하여 교반용기(10) 내에서 낙하하는 동안에 PET 분쇄물이 용액 중에서 세척되어 교반용기(10)의 하부 바닥면에 축적되고 축적된 PET 분쇄물은 하부 중심부에 형성된 하단 연결구(18)를 통하여 이송스크류(24)의 동작에 의하여 계속하여 배출구(29)를 통하여 배출되어 건조 과정을 통하여 최종적으로 재활용 제품으로서의 PET 분쇄물을 획득할 수 있게 된다. 이송스크류(24)의 회전 속도를 조절하여 이송스크류(24)에 의한 PET 분쇄물의 이송량을 조절할 수 있도록 함으로써 교반용기(10)에 투입된 PET 분쇄물의 시간당 세척 처리량에 따라 사용자에 의하여 또는 자동으로 이송스크류(24)의 회전 속도가 조절되어 불필요한 동력의 낭비를 방지할 수 있도록 구성할 수 있다.

도 2는 도 1의 교반기의 구조를 도시하는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 교반기(100)는 기본적으로 교반축(100)과 교반 날개(120)를 포함하여 구성된다.

교반축(110)은 교반용기(10)의 상측에 고정되고 하방으로 세로로 설치되고, 교반 날개(120)는 교반축(110)의 외주면에 다수가 형성되어, 교반축(110)의 회전에 의하여 교반 날개(120)가 교반용기(10) 내에서 회전하면서 용액에 파동을 일으켜 교반용기(10) 내에 투입되어 용액에 섞여 있는 PET 분쇄물을 세척할 수 있게 된다.

교반기(100)의 구체적인 구조로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 교반 날개(120)는 교반축(110)과 0 내지 90 이하의 제1 경사각(θ₁)을 이루도록 형성된 상면이 편평한 막대로 이루어져 있고, 교반 날개(120)는 편평한 상면이 교반축(110)과 0 내지 90 이하의 제2 경사각(θ₂)을 이루도록 교반축(110)에 형성 또는 부착될 수 있다. 따라서 교반 날개(120)는 편평한 상면이 용액을 일정한 각도로 밀며 앞으로 진행하게 되어 교반용기(10) 내의 용액에 섞인 PET 분쇄물을 상승시키는 힘으로 작용하게 된다. PET 분쇄물은 비중이 1 이상으로서 정상 상태의 물에서는 하방으로 낙하하게 되는데, 상기 교반기(100)의 동작에 의하여, 특히 교반 날개(120)의 상기 제2 경사각에 의하여 교반 날개(120)에 부딪히면 순간적으로 상승하게 된다. 따라서 PET 분쇄물은 하강과 상승이 반복되면서 표면에 섞여 있는 불순물이 충분히 세척될 수 있다. 여기에서 교반 날개(120)와 교반축(110) 사이의 제1 경사각은 교반용기(10)의 한정된 공간에 하나의 교반기(100)가 차지하는 면적(즉, 교반 날개(120)의 회전에 의하여 형성되는 면적)을 줄이면서 더 많은 교반기(100)를 설치할 수 있도록 하여 더욱 효과적인 세척 작용이 일어날 수 있도록 하기 위한 것이다. 통상적으로, 제1 경사각은 30 내지 45도의 범위에 있는 것이 바람직하고, 제2 경사각은 30 내지 50 정도가 바람직할 것이다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치의 교반용기(10)의 내측벽에 형성된 돌기(220)를 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3의 돌기(220)의 다양한 실시 형태를 도시하는 측면도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시 예로서, 바람직하게는, 상기 교반용기(10)의 내측벽에 다수의 돌기(220)가 형성되도록 구성할 수 있다. 돌기(220) 사이의 간격이나 배치 형태는 교반기(100)의 교반 날개(120)의 길이 및 회전 속도 등에 따른 PET 분쇄물의 움직이는 양태에 따라 적절히 조절될 수 있도록 구성할 수 있다.

돌기(220)의 구체적인 하나의 실시 예로서의 부착 구조로서, 상기 교반용기(10)의 내측벽에 다수의 수용홈을 형성할 수 있고, 상기 돌기(220)의 말단에 나사선이 형성된 체결부(224)를 포함하여 상기 체결부(224)를 통하여 상기 수용홈에 나사결합하도록 구성할 수 있다(도 4(a) 참조). 또한, 돌기(220)의 돌출부(222)에는 사용자에 의하여 손 등으로 쉽게 체결될 수 있도록 돌출부(222)의 외주면에 소정의 개수의 보조 돌기(226)가 형성될 수 있다.

다른 하나의 실시 예로서, 교반용기(10)의 내측벽에 역시 다수의 수용홈을 형성할 수 있고, 상기 돌기(220)의 중심에 체결공이 형성되어 상기 체결공을 통하여 볼트 등의 체결수단(240)을 삽입하여 조임으로써 돌기(220)를 상기 수용홈에 안정적으로 체결할 수 있다(도 4(b) 참조). 교반용기(10)의 내측벽과의 밀폐를 위한 개스킷(230)을 포함할 수 있고, 개스킷(230)의 삽입될 수 있는 정도로 내측벽에 얇은 홈을 형성할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 수용홈과 상기 돌기(220) 사이에 삽입되는 돌출 조정 부재(250)를 포함하여 상기 교반용기(10)의 내측벽에 형성되는 상기 돌기(220)의 돌출 정도를 조정할 수 있도록 구성할 수 있다(도 4(c) 참조).

이상 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능하다. 또한, 첨부된 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims

PET 병을 분쇄한 후에 비중처리장치에 의하여 선별분리된 PET 분쇄물을 세척하기 위한 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치로서,
PET 분쇄물 세척을 위한 용액을 담기 위한 교반용기;
상기 교반용기의 내부에 회전하도록 세로로 설치된 다수의 교반기; 및
상기 교반용기의 하단 연결구에서 이어져 상측으로 연장되어 상기 교반용기 내의 용액의 수면보다 높게 배출구가 형성되고, 내부에 이송스크류가 설치된 배출기;
를 포함하고,
상기 교반기는 상기 교반용기의 상측에 고정되고 하방으로 세로로 설치된 교반축;
상기 교반축의 외주면에 형성된 다수의 교반 날개;
를 포함하고,
상기 교반 날개는 상기 교반축과 0 내지 90 이하의 제1 경사각을 이루도록 형성된 상면이 편평한 막대이고,
상기 교반 날개의 상기 편평한 상면은 상기 교반축과 0 내지 90 이하의 제2 경사각을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 교반용기의 내측벽에는 다수의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치.
제3항에 있어서,
상기 교반용기의 내측벽에 다수의 수용홈이 형성되고, 상기 돌기의 말단에 나사선이 형성된 체결부를 포함하여 상기 체결부를 통하여 상기 수용홈에 나사결합하도록 형성된 것을 특징으로 하는 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치.
제3항에 있어서,
상기 교반용기의 내측벽에 다수의 수용홈이 형성되고, 상기 돌기의 중심에 체결공이 형성되어 상기 체결공을 통하여 체결수단을 삽입하여 상기 돌기를 상기 수용홈에 체결하는 것을 특징으로 하는 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 수용홈과 상기 돌기 사이에 삽입되는 돌출 조정 부재를 포함하여 상기 교반용기의 내측벽에 형성되는 상기 돌기의 돌출 정도를 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 재활용을 위한 PET 분쇄물 세척장치.