KR102292965B1 - 폐카트리지 토너 회수 장치 및 이를 이용한 폐카트리지 토너 회수 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파쇄휠을 통해 폐카트리지를 파쇄하는 파쇄기, 파쇄된 폐카트리지로부터 생성된 파쇄물에 진동을 가하여 토너를 탈리하고 파쇄물을 이송시키는 진동분리기, 토너에 함유된 파쇄물조각들로부터 토너를 분리포집하고 토너와 토너가 제거된 파쇄물을 회수하는 토너분리포집기, 파쇄기와 진동분리기 및 토너분리포집기를 밀폐하는 하우징으로 구성되는 폐카트리지 토너 회수 장치 및 이를 이용한 폐카트리지 토너 회수 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 복사기 또는 프린터로부터 사용 완료된 폐카트리지를 수거한 후, 폐카트리지로부터 토너를 회수하여 재활용하기 위한 토너 회수 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐카트리지를 파쇄하는 파쇄기와, 파쇄된 폐카트리지로부터 생성된 파쇄물에 진동을 가하여 토너를 탈리하고 파쇄물을 이송하는 진동분리기와, 파쇄물조각들이 여과되면서 토너가 분리포집되는 토너분리집진기가 하우징으로 밀폐되도록 구성되는 폐카트리지 토너 회수 장치 및 이를 이용한 폐카트리지 토너 회수 방법에 관한 것이다.
일반적으로 복사기 또는 레이저 프린터는 절연물질을 사이에 둔 전극을 통해 플라즈마를 발생시켜 출력하고자 하는 종이 표면에 정전기를 형성하고, 정전기력을 통해 종이 표면에 토너를 달라붙게 한 다음, 드럼을 통해 종이 표면에 인쇄된 토너를 굳히는 방식이 적용되고 있으며, 토너는 카트리지 내에 보관된다.
사용된 카트리지에 토너를 재충전하는 경우 인쇄 품질이 크게 저하되고, 복사기 또는 프린터의 고장의 원인이 될 수 있으며, 복사기 또는 프린터의 유통구조 특성상 폐카트리지의 재활용이 이루어지기 어려워 사용 완료된 폐카트리지는 폐기 절차를 거치게 된다.
토너 제거가 완료된 폐카트리지는 플라스틱, 철금속, 비철금속, 라벨 등에서 발생하는 기타 폐기물, 그리고 폐카트리지 내부에 잔류하는 소량의 토너로 이루어지는데, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0035000호(2015.04.06.공개)의 '폐토너 및 폐카트리지 재활용을 위한 재처리 방법'에서는 폐카트리지로부터 금속 부품을 탈거 및 분류하여 회수하고, 플라스틱 폐카트리지와 소량의 잔류 토너를 가열하여 고형화한 다음 냉각상태에서 파쇄함으로써, 토너가 흑연으로 이루어져 화재 및 폭발이 발생하기 쉬운 폐카트리지의 폐기 작업의 안정성을 향상시킬 수 있는 재활용 방법을 제안하고 있다.
그러나 가연성 물질인 흑연으로 이루어진 토너의 특성상, 폐카트리지의 파쇄 과정에서 미쳐 회수되지 못한 토너 분말의 비산이 발생하는 경우 분진 폭발 사고가 쉽게 발생할 수 있으며, 파쇄된 폐카트리지 파쇄물 표면에 잔류하는 토너는 재질별로 분류된 폐카트리지 파쇄물의 이물질로 작용하여 폐카트리지의 재활용성을 크게 저하시키는 문제가 있었다.
일본 공개특허공보 특개2002-79125호의 '사용한 토너 카트리지의 처리 장치 및 처리방법'은 폐카트리지를 질소가스가 충전된 상태에서 파쇄하고 폐카트리지 파쇄물중 토너 분말이 2~5 mm 체눈이 형성된 망을 통과하는 토너 회수방법을 제안하고 있다. 상기 제안은 페카트리지로부터 토너를 용이하게 회수할 수 있는 회수 방법을 제시하고 있으나 파쇄물에 토너가 부착되거나 토너가 체눈을 통과하지 않고 파쇄물과 함께 이동되어 완전하게 토너가 회수되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예에서는 폐카트리지의 재활용을 위한 파쇄과정에서 토너 가루가 비산되면서 작업장내 분진 폭발 사고 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 파쇄된 폐카트리지 파쇄물 표면에 잔류하는 토너량을 최소화하여 폐카트리지의 재활용성을 보다 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 폐카트리지 파쇄물에서 토너를 분리하는 효율성을 제고하는 토너회수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 기재될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면 본 발명의 폐카트리지 토너 회수 장치는 파쇄휠을 통해 폐카트리지를 파쇄하는 파쇄기,폐카트리지를 파쇄하여 생성된 파쇄물에서 토너를 탈리하여 파쇄물을 이송시키는 진동분리기, 파쇄물에서 토너를 분리포집하여 토너와 토너가 탈리된 분쇄물이 각각 회수될 수 있도록 타공망과 토너포집판이 형성된 제1토너분리유닛과 제1토너분리유닛 상부 일측에 설치된 에어커튼이 구비된 토너분리포집기와 파쇄기, 진동분리기 및 토너분리포집기를 밀폐하는 하우징으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 파쇄기는 한 쌍의 파쇄휠의 각 회전축이 평행을 이루도록 대향하게 배치되고, 파쇄된 폐카트리지의 진행방향이 투입구를 향하도록 각 파쇄휠이 서로 반대방향으로 회전하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 2개 이상의 토너분리유닛이 설치되어 토너분리유닛 끝단이 수직방향을 따라 이격되어 교차하도록 지그재그로 배치되게하는 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 에어커튼은 원통형의 배출구가 형성되되 배출구에 격벽판을 설치하게 할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따르면 본 발명은 파쇄휠이 장착된 파쇄기로 폐카트리지를 파쇄하는 폐카트리지 파쇄 공정, 진동분리기에 의하여 폐카트리지를 파쇄하여 생성된 파쇄물 중 파쇄물조각에서 토너를 탈리하여 파쇄물을 낙하시키는 토너 탈리 공정 및 에어커튼과 토너분리유닛을 이용하여 폐카트리지 분쇄물에서 토너를 분리포집하는 토너 분리포집공정을 포함하되, 파쇄기와 진동분리기 및 토너분리포집기는 하우징으로 밀폐되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐카트리지 토너 회수 장치를 이용한 폐카트리지 토너 회수 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 토너 분리포집 공정 완료 후 포집된 토너가루를 고온의 수증기로 가열하여 고형화하는 토너 고형화 공정을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 토너 분리포집 공정에서 회수된 폐카트리지 파쇄물을 유형별로 분류하는 파쇄물 분류 공정을 더 포함하되, 폐카트리지 파쇄물 분류 공정은 수처리를 통해 폐카트리지 파쇄물에 잔류하는 토너를 제거하고, 비중이 낮은 플라스틱 및 폐카트리지에 부착된 라벨을 분류하는 단계, 마그네틱 장치를 통해 철 성분의 폐카트리지 파쇄물을 분류하는 단계와 비철금속 성분의 폐카트리지 파쇄물을 와류선별기에서 발생하는 자기장에 통과시켜 폐카트리지 파쇄물에 유도전류 의한 전자기력을 발생시킴으로써, 비철금속 성분의 폐카트리지(10) 파쇄물을 분류하는 단계로 이루어진다.
본 발명의 실시 예에 따르면 토너 회수 장치를 통한 폐카트리지의 파쇄 및 잔류 토너 회수 과정이 하우징 내에서 밀폐 상태로 진행됩으로써, 가연성 재질인 토너 분진의 비산에 의한 분진 폭발 사고를 방지하고, 작업장 공기 오염 발생 및 토너 흡입에 의한 호흡기 질환 발병을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 진동분리기를 통해 폐카트리지 파쇄물에 진동을 가하여 토너를 탈리함으로써, 토너 회수 장치에 의한 토너 회수량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 에어커튼 구조는 하나의 송풍팬을 사용하면서도 에어커튼 기능의 효율성을 제고하는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 토너를 분리포집하는 복수의 토너분리유닛을 지그재그로 배치하여 경사진 유로를 따라 파쇄물이 이동되면서 토너가 분리포집됨으로써, 각 토너분리유닛에서의 토너 포집 효율을 균등하게 형성하고, 토너 회수 장치에 설치하는 송풍팬의 개수 및 출력을 감소시켜 토너 회수 장치의 제작 비용 및 유지 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 폐카트리지를 구성하는 파쇄 폐기물의 재활용 비율을 향상시키고, 포장도로용 안료 또는 시멘트 생산용 소각 연료로 재가공함으로써 부가 가치를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 포집된 토너 가루를 고온의 수증기로 가열하여 고형화함으로써, 회수된 토너의 이동성 및 보관성을 향상시켜 토너로부터 포장도로용 안료의 원료 또는 시멘트 제조시 소각 연료로의 재활용성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 폐카트리지 토너 회수 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 토너분리유닛의 구성 및 배치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 에어커튼의 배출구의 단면도를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 폐카트리지 토너 회수 장치의 작동시 파쇄물의 분리 및 회수 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폐카트리지 토너 회수 장치를 이용한 폐카트리지 토너 회수 공정의 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 토너분리유닛의 구성 및 배치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 에어커튼의 배출구의 단면도를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 폐카트리지 토너 회수 장치의 작동시 파쇄물의 분리 및 회수 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폐카트리지 토너 회수 장치를 이용한 폐카트리지 토너 회수 공정의 흐름도를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.
그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 토너 회수 장치(1)는 도 1에서 도시하는 바와 같이 폐카트리지(10)를 파쇄하여 플라스틱 재질이 대부분이되 소량의 철금속, 알루미늄 재질로 된 파쇄물조각, 토너분말 및 토너가 붙어 있는 파쇄물조각으로 이루어진 파쇄물을 형성하는 파쇄기(100), 파쇄물조각들로부터 파쇄물조각에 달라 붙어있는 토너(11)를 물리적으로 분리하는 즉 탈리시키고 파쇄물을 이송시키는 진동분리기(200), 토너(11)를 분리하여 포집하는 토너분리포집기(300)로 구성되며, 파쇄기(100)와 진동분리기(200) 및 토너분리포집기(300)는 하우징(400)으로 밀폐된다.
상기 파쇄기(100)는 서로 대향하는 2개의 파쇄휠(110)이 쌍을 이루도록 배치되고, 대향하는 한 쌍의 파쇄휠(110)은 각 회전축이 평행을 이루며, 파쇄된 폐카트리지(10) 파쇄물의 진행방향이 파쇄기(100) 하부에 배치된 투입구(210)를 향하도록 각 파쇄휠(110)이 서로 반대방향으로 회전한다.
또한 파쇄된 폐카트리지(10)로부터 생성되는 파쇄물조각의 크기 및 크기 편차를 감소시키기 위하여 파쇄휠(110) 쌍을 2쌍 이상 병렬 배치할 수 있으며, 토너분리포집기와 파쇄기(100)로부터 연결 및 분리 가능한 파쇄물 회수기를 파쇄휠(110) 하부에 배치하고, 파쇄물 회수기에는 컨베이어 등의 이송장치를 연결하여 폐카트리지(10) 파쇄물을 파쇄휠(110)로 1회 이상 재투입하여 폐카트리지(10)의 파쇄물조각의 크기 및 크기 편차를 적정 수준으로 조절할 수 있다. 폐카트리지를 파쇄하여 형성시키는 플라스틱 파쇄물조각은 1차적으로 직경 3~5 cm의 크기로 하는 것이 토너 분리 회수를 위해 효과적인 것으로 나타났다. 토너가 분리된 파쇄물은 2차적으로 1.7~2.0 cm 크기로 파쇄하여 재활용이 가능한 플라스틱 폐기물로 회수된다.
상기 진동분리기(200)는 파쇄휠(110) 하부에 배치되며, 진동분리기(200)는 그 하부에 진동기(220)가 설치되는데 상부에 폐카트리지(10) 파쇄물이 투입되는 파쇄물투입구(210)가 형성되고, 회전축 중심으로부터 일정 거리로 편심된 플라이휠로 구성되거나, 캠(cam) 등으로 이루어져 회전운동에 의하여 진동을 발생시키도록 장착된다. 또한 진동분리기(200)는 직경 500mm 높이 1000~1500mm의 용기 측하부에 파쇄물출구(211)가 형성되고 파쇄물출구(211)에 용기 내부 하부에 경사진 파쇄물이동판(212)이 설치된다.
진동기(220)는 폐카트리지(10) 파쇄물에 진동을 가하여 토너가 붙어있는 파쇄물 조각에서 토너를 서로 분리시키고 즉 탈리시키고, 파쇄물이동판(212)의 진동에 의해 파쇄물을 이동시키고 토너분리포집기(300)로 낙하시킨다.
이때, 진동기(220) 작동에 따라 발생하는 진동이나 소음을 감소시키기 위하여 진동분리기(200) 하부에는 댐퍼를 장착하는 것이 바람직하며, 댐퍼는 과도한 진동 발생에 따른 진동분리기(200)의 내구성 저하 또는 고장을 방지할 수 있도록 한다.
상기 파쇄물이 이송되어지는 토너분리포집기(300)는 도 2에서 도시하는 바와 같이 진동분리기(200)에서 이송되는 파쇄물 중 토너 분말이 비산되면서 파쇄물조각들은 제1토너분리유닛(310)의 경사진 타공망(315)을 타고 측하방으로 이동하고 비산되는 토너(11)는 타공망(315)을 통과하여 낙하되어 파쇄물조각들과 분리된다. 제1토너분리유닛(310)은 상부에 경사진 타공망(315)이 설치되고 하부에는 경사진 토너포집판(316)이 형성되며 토너포집판(316)에 낙하되는 토너(11)는 덕트(320)를 통해 흡입팬(330)의 작동에 의하여 토너회수함(350)에 포집되어 저장된다. 토너회수함(350)은 토너분리포집기(300) 하부 또는 일측 외부에 설치될 수 있다.
이때, 상기 타공망(315)은 타공 크기가 1.5mm 미만인 경우 토너(11) 분진이 타공을 통과하기 어렵고, 타공 크기가 2.5mm를 초과하는 경우 작은 크기로 파쇄된 폐카트리지(10)의 작은 파쇄물조각이 타공망을 통과하면서 포집된 토너(11)의 순도가 크게 저하될 수 있으므로, 타공망(315)의 타공 크기는 1.5~2.5mm 범위 내에서 형성하는 것이 바람직하다.
타공망(315)의 경사면을 따라 이동되는 파쇄물조각들과 함께 일부의 토너(11)가 측하방으로 이동될 수 있는데 이러한 토너의 측하방 이동을 억제하기 위하여 제1토너분리유닛(310) 측면에 에어커튼(250)이 설치된다. 에어커튼(250)은 송풍팬(252)에 의하여 작동되고 에어커튼 배출구(255)에서 공기가 강하게 분사되어 비산되는 토너가 측하방으로 이동되는 파쇄물조각과 함께 이동되는 것을 억제한다.
일반적으로 에어커튼은 장방형의 사각 배출구의 전체 구간에서 공기가 균일한 압력으로 분사되는 것이 효율적이다. 본 발명은 하나의 송풍팬(252)에서 풍압이 가해지고 200~400mm 직경을 갖는 원통형의 배출구(255)에 도 3에서 도시하는 바와 같이 격벽판(257)들을 설치하여 배출구에서 분사되는 공기 압력이 배출구의 전 구간에서 일정하게 하도록 형성되어 있다. 상기 격벽판(257)들은 5~6개 설치하여 배출구가 6~7개로 분리되어 공기가 각각 분사되도록 하는 것이 바람직하고 원통의 중심부에서는 격벽판간 이격된 거리를 작게하여 적은 유로 단면적을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
에어커튼(250)을 설치하더라도 제1토너분리유닛(310)에서 토너(11)가 파쇄물조각과 함께 이동될 수 있어 토너분리효율을 향상시킬 수 있도록 제1토너분리유닛(310)과 구조가 동일한 토너분리유닛을 2개 이상 배치할 수 있으며, 도 1에서와 같이 제2토너분리유닛(311), 제3토너분리유닛(312)을 배치하여 각 토너분리유닛 끝단이 수직방향을 따라 이격되어 교차하도록 지그재그로 배치하는 것이 바람직하다.도 1에 도시된 바와 같이 토너분리유닛들(310, 311, 312)은 각각 일측에 흡입팬(330)과 연결되는 덕트(320)가 설치되며, 토너(11)가 상기 덕트(320)를 통해 토너회수함(350)에 포집된다.
토너분리유닛들을 지그재그로 배치하는 경우, 토너분리포집기(300) 내부에 유로를 형성하여, 파쇄물조각과 토너분말이 토너분리포집기(300) 내부를 순차적으로 원활하게 하강하면서 이동하여 토너분리유닛들을 단순 병렬 배치하는 경우에 비하여 각 토너분리포집 효율을 균일하게 형성할수 있으며, 송풍팬으로 공급하지 않아도 원활한 파쇄믈조각 및 토너의 순차적인 하강 이동이 이루어져 토너 회수 장치에 설치하는 송풍팬의 개수및 출력을 감소시켜 토너 회수 장치의 제작 비용 및 유지 비용을 절감시킬 수 있다.
토너분리포집기(300) 내부에서 타공망(315)을 통과하지 않고 하측으로 이동된 파쇄물 조각들은 파쇄물회수함(360)으로 이동된다. 파쇄물회수함(360)은 토너분리포집기(300) 일측 외부에 설치하는 것이 바람직하다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 토너 회수 장치(1)를 이용하여 폐카트리지(10) 토너(11)를 회수하는 토너 회수 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 5에서 도시하는 바와 같이 폐카트리지 파쇄 공정에서 폐카트리지(10)가 파쇄휠(110)에 의해 파쇄되고, 폐카트리지(10) 파쇄물은 파쇄휠(110) 하부에 배치된 투입구(210)를 통해 진동분리기(200)로 투입된다.
토너 탈리 공정에서는 진동기(220)의 작동에 의해 폐카트리지(10) 파쇄물에 진동을 가하여 파쇄된 파쇄물조각에 붙어있는 토너(11)를 파쇄물조각으로부터 탈리시키고 토너(11) 분말을 비산시키며, 파쇄물조각과 토너를 토너분리포집기(300)로 이동시킨다
토너 분리포집 공정에서는 에어커튼(250)과 타공망(315) 및 토너포집판(316)이 형성된 토너분리유닛(310, 311, 312)을 이용하여 투입된 파쇄물에서 토너(11)를 분리하고 덕트(320)로 흡입시켜 토너회수함(360)에 저장시킨다..
이때, 토너(11)는 흑연 가루로 이루어지는 가연성 물질로, 폐카트리지(10) 파쇄 및 토너(11) 탈리 및 분리포집 단계에서 토너(11) 분진이 비산되기 때문에, 토너 회수 장치(1) 주변의 전기 시설이나 전기 장치에서 누전에 의한 스파크가 발생하거나, 난방 장치 등의 화기 작동에 따른 분진 폭발 사고가 발생하기 쉽다.
따라서 본 발명에 따른 토너 회수 장치(1)를 통한 토너 회수 방법에서는 파쇄기(100)와 진동분리기(200) 및 토너분리포집기(300)는 하우징(400) 내에 배치함으로써, 폐카트리지 파쇄 공정, 토너 탈리 공정 및 토너 분리포집 공정이 밀폐 상태에서 이루어지게 되고, 이를 통해 토너(11) 분진에 의한 분진 폭발 사고를 방지할 수 있다.
또한, 토너를 탈리하여 낙하시키고 토너를 분리포집하는 공정에서는 송풍팬을 설치하지 않고도 토너의 낙하, 이송 및 포집이 원활하게 이루어지고 토너분리유닛들에서의 이송이 균일하게 이루어지도록 하여, 토너 회수 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 토너(11)는 카본 블랙과 산화철 및 합성수지 등으로 구성되는데, 카본 블랙은 색상 발현도가 우수하고, 함께 첨가된 합성수지에 의해 강한 접착성을 유지하기 때문에 포장도로의 안료로 사용하기 적합하며, 또는 시멘트 제조 공장에서 소각 연료로 사용할 수 있다.
회수된 토너(11)의 이동성 및 보관성을 향상시켜 포장도로용 안료의 원료 또는 시멘트 제조시 소각 연료로 재활용하기 위하여, 도 5에서 도시하는 바와 같이 토너(11)를 포집하는 공정에서 포집된 토너(11) 가루를 고온의 수증기로 가열하여 고형화하는 토너 고형화 공정을 더 포함할 수 있다.
또한, 폐카트리지(10)는 플라스틱, 철금속, 알루미늄 등의 비철금속, 라벨을 구성하는 종이 등으로 구성되며, 토너 분리포집 단계에서 회수된 폐카트리지 파쇄물을 성분별로 분류하여 재활용 함으로써, 토너(11) 회수 비용 절감 및 폐기물 발생량을 감소시켜 환경 오염을 방지할 수 있다.
구체적으로 토너 분리포집 공정에서 토너(11)가 회수되고 나머지의 파쇄물을 회수하여 유형별로 분류하는 파쇄물 분류 공정을 더 포함할 수 있다.
폐카트리지(10) 파쇄물을 분류하는 공정에서는 수(水)처리를 통해 폐카트리지(10) 파쇄물에서 토너를 제거하고, 물보다 비중이 낮은 플라스틱 및 폐카트리지(10)에 부착된 라벨을 분류하는 단계가 수행되고, 플라스틱과 라벨 분류 후 마그네틱 장치를 통해 철 성분의 폐카트리지(10) 파쇄물을 분류하는 단계가 수행된다.
수처리를 통한 플라스틱 및 라벨 분류시 플라스틱과의 비중차를 크게 형성하기 위하여 수처리용 물 속에 염분 등을 첨가하여 용해시키게 되며, 플라스틱 및 라벨 분류 후 남은 폐카트리지(10) 파쇄물 표면에 잔류하는 염분등을 깨끗한 물로 세척하게 된다.
이후 와류선별기를 이용하여 비철금속 성분의 폐카트리지(10) 파쇄물을 분류하는 단계가 수행되는데, 와류선별기에 형성된 자기장 내로 폐카트리지(10) 파쇄물을 통과시키면 비철금속 성분의 폐카트리지(10) 파쇄물에 유도전류가 형성되면서 자기장 및 유도전류 흐름 방향의 수직 방향으로 전자기력이 작용하고, 발생한 전자기력에 의해 비철금속 성분의 폐카트리지(10) 파쇄물이 비금속 성분의 폐카트리지(10) 파쇄물과 분리된다.
상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 토너 회수 장치 10: 폐카트리지
11: 토너 100: 파쇄기
110: 파쇄휠 200: 진동분리기
210: 파쇄물투입구 211: 파쇄물출구
212: 파쇄물이동판 220: 진동기
250: 에어커튼 252: 송풍팬
255: 에어커튼 배출구 257: 격벽판
300: 토너분리포집기 310: 제1토너분리유닛
311: 제2토너분리유닛 312: 제2토너분리유닛
315: 타공망 316: 토너포집판
320: 덕트 330: 흡입팬
350:토너회수함 360: 파쇄물회수함
400: 하우징
11: 토너 100: 파쇄기
110: 파쇄휠 200: 진동분리기
210: 파쇄물투입구 211: 파쇄물출구
212: 파쇄물이동판 220: 진동기
250: 에어커튼 252: 송풍팬
255: 에어커튼 배출구 257: 격벽판
300: 토너분리포집기 310: 제1토너분리유닛
311: 제2토너분리유닛 312: 제2토너분리유닛
315: 타공망 316: 토너포집판
320: 덕트 330: 흡입팬
350:토너회수함 360: 파쇄물회수함
400: 하우징
Claims (7)
- 사용 완료된 토너 카트리지의 폐기 처분을 위한 폐카트리지(10) 토너 회수 장치(1)에 있어서,
파쇄휠(110)을 통해 폐카트리지(10)를 파쇄하는 파쇄기(100);
폐카트리지(10)를 파쇄하여 생성된 파쇄물에서 토너(11)를 탈리하여 파쇄물을 이송시키는 진동분리기(200);
파쇄물에서 토너(11)를 분리포집하여 토너와 토너가 탈리된 파쇄물이 각각 회수될 수 있도록 타공 크기가 1.5~2.5mm 인 경사진 타공망(315)과 경사진 토너포집판(316)이 각각 상하부에 형성되고 일측에 흡입팬(330)에 연결된 덕트(320)가 형성된 제1토너분리유닛(310)과 제1토너분리유닛(310) 상부 일측에 설치된 에어커튼(250)이 구비된 토너분리포집기(300); 및
파쇄기(100)와 진동분리기(200) 및 토너분리포집기(300)를 밀폐하는 하우징(400)으로 구성되고,
상기 파쇄기(100)는 한 쌍의 파쇄휠(110)의 각 회전축이 평행을 이루도록 대향하게 배치되고, 파쇄물의 진행방향이 투입구(210)를 향하도록 각 파쇄휠(110)이 서로 반대방향으로 회전되고,
2개 이상의 구조가 동일한 토너분리유닛들(310, 311, 312)이 설치되어 토너분리유닛 끝단이 수직방향을 따라 이격되어 교차하도록 지그재그로 배치되는 것을 특징으로 하는 폐카트리지 토너 회수 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 에어커튼(250)은 격벽판(257)이 설치된 원통형의 배출구(255)가 형성되되, 원통의 중심부에서 격벽판간 이격된 거리를 작게하는 것을 특징으로 하는 폐카트리지 토너 회수 장치. - 사용 완료된 토너 카트리지의 폐기 처분을 위한 폐카트리지 토너 회수 방법에 있어서,
파쇄휠(110)이 장착된 파쇄기(100)로 폐카트리지(10)를 파쇄하는 폐카트리지 파쇄 공정;
진동분리기(200)에 의하여 폐카트리지(10)를 파쇄하여 생성된 파쇄물 중 파쇄물조각에서 토너(11)를 탈리하여 파쇄물을 이동시키는 토너 탈리 공정; 및
격벽판(257)이 설치된 원통형의 배출구(255)가 형성되되, 원통의 중심부에서 격벽판간 이격된 거리를 작게하는 에어커튼(250)과 타공 크기가 1.5~2.5mm인 경사진 타공망(315)과 경사진 토너포집판(316)이 각각 상하부에 형성되고 일측에 흡입팬(330)에 연결된 덕트(320)가 형성되고, 끝단이 수직방향을 따라 이격되어 교차하도록 지그재그로 배치되는 동일한 구조를 갖는 토너분리유닛들(310, 311, 312)을 이용하여 폐카트리지 분쇄물에서 토너를 분리포집하는 토너 분리포집 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐카트리지 토너 회수 장치를 이용한 폐카트리지 토너 회수 방법. - 제5항에 있어서,
상기 토너 분리포집 공정 완료 후 포집된 토너(11) 분말을 고온의 수증기로 가열하여 고형화하는 토너 고형화 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐카트리지 토너 회수 장치를 이용한 폐카트리지 토너 회수 방법. - 제5항에 있어서,
상기 토너 분리포집 공정에서 회수된 폐카트리지(10) 파쇄물을 유형별로 분류하는 파쇄물 분류 공정을 더 포함하되,
상기 폐카트리지 파쇄물 분류 공정은,
수처리를 통해 폐카트리지(10) 파쇄물에 잔류하는 토너를 제거하고, 비중이 낮은 플라스틱 및 폐카트리지(10)에 부착된 라벨을 분류하는 단계;
마그네틱 장치를 통해 철 성분의 폐카트리지(10) 파쇄물을 분류하는 단계;
비철금속 성분의 폐카트리지(10) 파쇄물을 와류선별기에서 발생하는 자기장에 통과시켜 폐카트리지(10) 파쇄물에 유도전류 의한 전자기력을 발생시킴으로써, 비철금속 성분의 폐카트리지(10) 파쇄물을 분류하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐카트리지 토너 회수 장치를 이용한 폐카트리지 토너 회수 방법.
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