KR200413902Y1 - Non-slip plate using agricultural mulching waste vinyl and plastic packaging - Google Patents
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Abstract
본 고안은 농업용 멀칭 폐비닐과 폐플라스틱 포장재를 소정의 비율로 혼합 압출하여 제조한 판상의 미끄럼 방지판에 관한 것으로 본 고안은 농촌에서 멀칭용으로 사용하다가 폐기한 폐비닐과 라면이나 세제 등의 봉투로 사용하다 버려진 폐플라스틱 포장재를 한국환경자원공사에서 개발하여온 각종 전처리 장치를 이용하여 이물질 분리 및 수분 건조를 시키고 이를 일정 비율로 유기 및 무기 첨가재를 혼입하여 물성을 향상시킨 후 간단한 성형기를 통하여 완전히 녹이지 않고 겉만 살짝 녹여서 성형을 시키는 과립성형의 방식으로 중간원료인 펠렛을 제조한 후 각종 공사장 등에 널리 사용되는 합판 형태의 미끄럼 방지판을 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a plate-shaped slip plate manufactured by mixing and extruding agricultural mulching waste vinyl and waste plastic packaging material at a predetermined ratio. The waste plastic packaging material used to be discarded is separated and dried by using various pretreatment devices developed by Korea Environmental Resources Corporation, and the organic and inorganic additives are mixed at a certain rate to improve the physical properties and then completely melted through a simple molding machine. It is characterized by providing a non-slip plate of the plywood form widely used in various construction sites after the pellets of the intermediate raw material in the granule-forming method of melting the surface by slightly melting.
Description
도 1은 트롬멜 파쇄기의 사시도1 is a perspective view of a trommel crusher
도 2는 블로워 건조장치의 개략적 배치 설명도2 is a schematic layout explanatory diagram of a blow drying device;
도 3은 본 고안에 따른 미끄럼 방지판의 사시도3 is a perspective view of the anti-skid plate according to the present invention
본 고안은 농업용 멀칭 폐비닐과 폐플라스틱 포장재를 소정의 비율로 혼합 용융압출하여 제조한 판상의 미끄럼 방지판에 관한 것이다.The present invention relates to a plate-shaped non-slip plate produced by mixing melt extrusion of agricultural mulching waste vinyl and waste plastic packaging material at a predetermined ratio.
우리나라는 급속한 경제 성장과 산업의 발달로 국민들의 생활수준은 향상되었지만 이로 인해 생활 및 산업 폐기물이 급격히 증가하고 있다. 따라서 다른 선진국들이 유해물질의 경우나 전처리 비용의 상승으로 재활용이 불가능한 경우에만 소각, 매립 등의 방법으로 폐기물을 처리하고 있는 것처럼 환경부에서도 폐기물의 감량화와 재활용의 활성화를 정책의 우선 순으로 두고 있다. 이와 함께 재활용과 관 련된 기술개발 지원이나 생산자책임재활용(EPR)제도 등과 같은 선진제도의 도입으로 생활 및 산업폐기물의 상당 부분이 재자원화에 성공하여 환경오염 문제의 해결은 물론, 자원의 절약에도 크게 기여하고 있다. 그러나 아직도 많은 품목들은 재자원화 기술이 개발 정착되지 않아서 야적, 방치, 불법 소각, 매립 등의 방법으로 처리되고 있으며 대기 오염이나 침출수의 발생 등과 같은 심각한 환경 문제를 야기하고 있다. 폐기물의 자연환경 파괴의 측면에서 뿐 아니라 귀중한 자원의 낭비라는 관점에서도 시급히 해결해야 할 문제이다. 농업용 폐비닐과 필름류 플라스틱 폐포장재 문제는 그 대표적인 당면과제라 할 수 있다. Korea's living standards have improved due to the rapid economic growth and industrial development, but the domestic and industrial wastes are increasing rapidly. Therefore, the Ministry of Environment prioritizes the reduction and recycling of wastes in the same way as other developed countries treat wastes by incineration or landfilling only when they cannot be recycled due to the increase of pretreatment costs or hazardous substances. Along with the introduction of advanced systems such as technology development support and recycling of producer responsibility (EPR) related to recycling, a large part of the wastes of living and industrial wastes have been successfully recycled, which not only solves the environmental pollution problem but also saves resources. Contribute. However, many items are not developed and settled in recyclable technology, and are processed by field, neglect, illegal incineration, landfill, etc., and cause serious environmental problems such as air pollution and leachate generation. It is an urgent problem to be solved not only in terms of the destruction of the natural environment of waste but also in terms of waste of valuable resources. Agricultural waste vinyl and film plastic waste packaging material is a representative problem.
현재 농촌에서 사용되고 버려지는 폐비닐은 년간 257,000톤(2004년도 기준)에 달하고 있으나 농촌 인구의 고령화와 수익성이 떨어지는 재활용 현실 등 여러 요인 때문에 수거되지 않고 경작지에 그대로 방치됨으로써 자연 생태계 파괴의 주범이 되고 있다. 농업용 폐비닐은 단위 질량에 비해 표면적이 넓어 농촌에 버려질 경우, 토양의 공기 유통을 차단하여 토양 생태계를 파괴하는 등 심각한 부작용을 초래하고 있다. 이에 환경부에서는 산하기관인 한국환경자원공사를 통하여 농업용 폐비닐을 정책적으로 수거하여 처리하고 있다. 한국환경자원공사는 1980년부터 폐비닐 처리시설을 설치 운영하기 시작하여 현재는 5개 폐비닐처리공장에서 연간 33,000톤을, 그리고 8개의 폐비닐중간가공시설을 통하여 연간 약 50,000톤의 폐비닐을 재활용하고 있다. 여기에 기타 중소기업체에서 재활용하는 양을 합치면 2004년 기준으로 재활용된 폐비닐은 약 100,000톤에 달하지만 그 발생량에 비하면 재활용되어지는 양은 여전히 아주 적은 실정이다. Currently, the amount of waste vinyl used in rural areas reaches 257,000 tons per year (as of 2004), but it is the main culprit of the destruction of natural ecosystems because it is not collected and left on the farmland due to various factors such as the aging of the rural population and unprofitable recycling reality. . Agricultural waste vinyl has a large surface area compared to the unit mass, and when discarded in rural areas, it causes serious side effects such as blocking soil air circulation and destroying the soil ecosystem. Therefore, the Ministry of Environment collects and disposes agricultural waste plastics through the Korea Environmental Resources Corporation. Korea Environmental Resources Corporation began to install and operate waste vinyl processing facilities in 1980. Currently, 33,000 tons of waste vinyl processing plants are used annually, and about 50,000 tons of waste vinyl is collected annually through eight waste vinyl intermediate processing facilities. Recycling Combined with the amount recycled by other small and medium-sized enterprises, the amount of waste vinyl recycled in 2004 is about 100,000 tons, but the amount recycled is still very small.
농업용 폐비닐은 처리 시설의 부족과 경제성 생산성을 갖춘 기술의 부재로 전국에 엄청난 양이 방치되어 있고 이미 수거된 폐비닐의 경우에도 한국환경자원공사 사업소에만 약 400,000톤이 적체되어 있는 실정이다. 또한 농작물 보온용 비닐하우스나 잡초 성장억제를 위한 멀칭용 비닐 사용량은 지속적으로 증가하고 있어 영농 후 발생되는 농업용 폐비닐의 적정 재활용 처리는 앞으로도 매우 중요한 과제로 남을 것이다. Agricultural waste vinyl has a large amount of waste left in the country due to the lack of processing facilities and economic productivity technology, and even about 400,000 tons of waste vinyl is collected at the Korea Environmental Resources Corporation. In addition, the use of vinyl greenhouses for crop insulation and mulching for weed growth is continuously increasing, so proper recycling of agricultural waste vinyl generated after farming will remain a very important task in the future.
농업용 폐비닐의 재활용에 있어서 가장 큰 문제는 폐비닐의 수집이 어렵고, 수집된 폐비닐에 토양과 수분이 다량 포함되어 있어 물류비용이 과다하게 발생할 뿐 아니라 PE 순분도 낮아 재활용 비용이 많이 소요된다는 것이다. 따라서 폐비닐의 순분을 높이기 위해 습식 또는 건식 전처리를 하게 되면 경제성이 낮아지게 되고, 반면에 불순물을 다량 함유한 원료를 사용하면 제품의 인장력 등 물성이 취약해지는 것은 물론 심지어 가공 자체가 어려워지는 등 딜레마에 빠지게 된다. 또한 폐비닐을 재활용한 제품의 수요처가 제한적인 상황에서 폐비닐 공급을 무작정 확대할 수만도 없는 실정이므로 전처리기술 개발이 성과를 얻기 위해서는 생산된 중간원료를 적용할 수 있는 제품의 수요처 개발도 함께 이루어져야 한다.The biggest problem in the recycling of waste vinyl for agriculture is that it is difficult to collect waste vinyl, and the collected waste vinyl contains a large amount of soil and water, which leads to excessive logistics costs and low recycling costs, resulting in high recycling costs. . Therefore, if the wet or dry pretreatment is performed to increase the waste of vinyl, the economical efficiency is lowered. On the other hand, if the raw material containing a large amount of impurities is used, the physical properties such as tensile strength of the product become weak and even the processing itself becomes difficult. You will fall in love with it. In addition, in a situation where there is a limited demand for recycled vinyl products, the supply of waste vinyl can not be expanded indefinitely. Therefore, in order for the development of pretreatment technology to be successful, it is necessary to develop a demand source for products that can apply the produced intermediate raw materials. do.
한편 환경부는 2003년부터 플라스틱, 가전제품 등 18개 품목에 대하여 생산자책임재활용(이하 EPR이라 함)제도를 시행하여 재활용산업을 활성화시키려 하고 있다. 그러나 재활용 의무대상품목 중에서도 필름류 포장재 같은 경우에는 필름류와 시트류를 합한 경우 연간 약 1,000,000톤 정도가 발생되어지고 있으나 아직까지 수거 처리체계가 확립되지 않고 있으며, 더욱 라면이나 스낵류 등의 식품포장재는 내면에 알루미늄호일이 코팅되어 있어 기술적으로도 재활용이 쉽지 않은 문제를 안고 있다. Meanwhile, since 2003, the Ministry of Environment has been encouraging the recycling industry by implementing producer responsibility recycling (EPR) system for 18 items including plastics and home appliances. However, among the items subject to recycling, such as film packaging materials, about 1,000,000 tons are generated annually when film and sheet are combined. However, the collection system has not been established yet, and food packaging materials such as ramen and snacks Since aluminum foil is coated, it is technically not easy to recycle.
환경부에서는 이들 포장재를 플라스틱 고형연료(RPF)화 시키는 방법으로 재활용율을 향상시키려 하고 있다. 그러나 이는 중량비로 약 3% 이상 포장재질에 코팅되어 있는 알루미늄 성분이 고온에서 연소할 때 fume 상태로서 대기 중에 휘산(輝散)되는 것은 방지할 수 없어 항구적 방안이 될 수가 없을 것이라고 보여 진다. 따라서 이 품목 역시 재활용 기술개발이 시급히 요구되는 품목으로 적정한 전처리 공정 및 수요처 개발이 시급한 실정이다. The Ministry of Environment is trying to improve the recycling rate by converting these packaging materials into plastic solid fuel (RPF). However, it is expected that the aluminum component coated on the packaging material by more than 3% by weight cannot be prevented from vaporizing in the air as a fume state when it is burned at a high temperature and thus cannot be a permanent solution. Therefore, this item is also urgently needed for the development of recycling technology, and it is urgent to develop an appropriate pretreatment process and demand source.
일상생활에서 제품을 수납하고 포장하는데 사용하는 필름류 포장재는 위에서 언급한 것처럼 연간 전체 출고량이 대략 1,000,000톤으로 추정되며 생산자가 재활용책임을 갖는 EPR제도 대상품목만 하여도 대략 174,000톤(17%)에 달한다. As mentioned above, the film packaging materials used to store and package products in daily life are estimated to be approximately 1,000,000 tons per year, and they are approximately 174,000 tons (17%) even for the EPR system for which the producer is responsible for recycling. .
또한 환경부에서는 일회용 필름포장재의 사용을 억제하기 위해 다양한 정책을 시행하고 있지만 전국의 약 66만개소의 대형할인마트 및 재래시장에서 소비되어 가정에서 버려지는 필름류 포장재는 발생량이 점차 증가하고 있어 적정 처리대책의 마련이 시급하다.In addition, while the Ministry of Environment is implementing various policies to curb the use of disposable film packaging materials, the amount of film packaging materials consumed at home and consumed at about 660,000 large discount marts and conventional markets nationwide is gradually increasing. It is urgent to prepare.
필름류 또는 시트류 포장재는 합성수지로 만든 얇은 막 상태의 포장재를 말하며 제품을 보호하고 품질을 유지하기 위해서 사용하기 때문에 제품별로 사용되는 재질, 구성 등이 다양하다. 특히 음식물을 포장하는 제품의 경우 필름에 종이 또는 알루미늄박이 코팅되어 있어 에너지를 회수하기 위한 연소반응에서 알루미늄이 휘산되며 PVC재질이 혼입된 포장재의 경우 다이옥신을 발생시킬 수도 있다.Film or sheet packaging materials are thin film packaging materials made of synthetic resin, and they are used to protect products and maintain quality. Especially in the case of food packaging products, the film is coated with paper or aluminum foil, so that aluminum is volatilized in the combustion reaction to recover energy, and in the case of packaging materials containing PVC material, dioxins may be generated.
필름류 포장재의 재활용을 활성화하기 위해 필름류 포장재가 생산자책임재활용제도 의무대상품으로 포함되었으나 현재까지 분리, 수거 및 재활용이 원활히 이뤄지고 있지 않은 실정이다. 일반주택의 경우 지자체에서 1~2회/주 정도 일반 재활용품과 함께 필름류 포장재가 혼합수거하고 있으며 분리수거를 위해 지자체 또는 민간 선별장으로 이송되며 재활용제품 원료로 사용되게 된다. 분리수거 된 필름류 포장재 중에서 EPR 대상품이 차지하는 비율은 주택이 8%, 아파트가 40% 정도이다. 지자체는 수거장비, 인력부족의 이유로 필름류 포장재 분리수거에 소극적이며 232개 지자체중 100개 지자체(43%)만이 수분수거를 하고 있는 실정이다. 민간 수집업체도 필름류 포장재 재활용의 경제성이 낮기 때문에 불가피한 경우를 제외하고는 분리수거를 원치 않으며 수거된 EPR 대상 필름류 포장재가 일반 재활용품과 혼입된 상태로 반입되기 때문에 추가적인 선별비용이 발생하기도 한다. 필름류 포장재의 재활용을 활성화시키기 위해서는 재활용제품을 생산할 수 있는 안정적 원료공급체계의 구축은 물론 판로의 확대가 필연적이라 하겠다.Film packaging was included as a mandatory product for the producer responsible recycling system to promote the recycling of film packaging. However, it has not been easily separated, collected and recycled. In the case of general houses, film packaging materials are collected and collected together with general recyclables once or twice a week from local governments, and are transported to municipal or private sorting sites for separate collection and used as raw materials for recycled products. EPR products account for 8% of housing and 40% of apartments. Municipalities are passive in the separate collection of film packaging materials due to lack of collection equipment and manpower, and only 100 municipalities (43%) out of 232 municipalities are collecting water. Private collectors also do not want to be separated and collected, unless it is unavoidable due to the low economic feasibility of recycling film packaging materials, and additional screening costs are incurred because the collected EPR film packaging materials are brought in mixed with general recycled materials. In order to activate the recycling of packaging materials for films, it is inevitable to establish a stable raw material supply system that can produce recycled products and to expand sales channels.
공사장, 화물차 상판용 깔판 등에 널리 사용될 수 있는 판형 미끄럼 방지판은 일반적으로 강판재로 되어 있다.Plate-type anti-skid plate that can be widely used in construction sites, truck pallets, etc. is generally made of steel plate material.
그런데 상기 미끄럼 방지판은 강재로 만들어야 만 할 필연성이 없는데도 공사장이니 화물차 상판용 깔판등으로 사용되는 미끄럼 방지판로 요구되는 물리적 특성이 꼭 강판재이어야 할 정도는 아니기에 합성수지재로 제작할 수 있으나 합성수지재 미끄럼 방지판은 경제성 등에서 불리하여 그동안 강판재의 미끄럼 방지판이 제작되어 왔다.However, the non-slip plate is a construction site, although there is no necessity to be made of steel, it is a non-slip plate used as a pallet for truck vans, so the physical properties of the anti-slip plate may not be necessarily a steel sheet, so it can be made of synthetic resin, but synthetic resin is non-slip The plate is disadvantageous in terms of economical efficiency and the like, and a non-slip plate of steel sheet has been produced.
본 고안은 상술한 바와 같은 토사 등 이물질을 많이 포함한 농업용 멀칭 폐비닐의 재활용과 폐플라스틱 포장재의 재활용을 확대하기 위하여 다량의 적체된 멀칭 폐비닐의 문제점인 토사 등 이물질이 많아 낮은 수지성분 비율을 높이기 위해 수거된 폐플라스틱 포장재를 활용하고 이로써 그동안 순수 합성수지로 제작하면 경제성이 없어 강판재로 제작되었던 미끄럼 방지판을 제작하고자 하는 것이 그 특징이다.The present invention is to increase the low resin composition ratio of the large amount of foreign matter such as soil and sand, which is a problem of a large amount of accumulated mulching waste vinyl in order to expand the recycling of agricultural mulching waste vinyl containing a large amount of foreign matter such as soil and waste, and the recycling of waste plastic packaging materials. In order to utilize the waste plastic packaging material collected for this purpose and to produce pure synthetic resins, it is not economical.
본 고안에서는 간단하면서도 경제적인 방법으로 농업용 멀칭 폐비닐을 파쇄, 이물질을 분리 및 건조하여 얻어진 재생 폴리에칠렌(PE)과 역시 간단한 방법으로 폐플라스틱 포장재를 파쇄, 이물질 분리하여 얻어진 재생 복합수지를 상호 적정량 혼입하고 여기에 몇 가지 유기 및 무기첨가재를 혼입하여 재질로써 물성을 향상시킨 중간원료를 제조한 후 이를 이용하여 공사장, 화물차 상판용 깔판 등에 널리 사용될 수 있는 합판형 미끄럼 방지판을 제조하는 것인데, 그 제조공정은 농업용 멀칭 폐비닐과 폐플라스틱 포장재를 혼입하여 파쇄한 후 이물질 분리 및 건조를 행하고 여기에 첨가제를 혼입하여 중간원료를 제조하는 전처리 과정과 중간원료를 이용하여 표면에 미끄럼 방지용 돌기가 형성된 미끄럼 방지판으로 압출하여 제조하는 성형공정으로 구성된다.In the present invention, a mixed amount of recycled polystyrene (PE) obtained by crushing agricultural mulching waste vinyl, separating and drying foreign materials in a simple and economic way, and recycled composite resin obtained by crushing and separating waste plastic packaging material by a simple method, is mixed with each other. And then, by mixing some organic and inorganic additives to produce intermediate materials with improved physical properties as a material, using them to produce a plywood-type anti-skid plate that can be widely used in construction, truck pallets, etc. The process involves mixing and crushing agricultural mulching waste vinyl and waste plastic packaging material, separating and drying foreign substances, and mixing additives into them to prepare intermediate raw materials, and anti-slip with anti-slip protrusions formed on the surface by using intermediate raw materials. Is a molding process that is manufactured by It is.
우선 전처리 공정은 아래와 같다.First, the pretreatment process is as follows.
원료의 두 가지인 농업용 멀칭 폐비닐과 폐플라스틱 포장재를 일단 일정비율씩 섞어 파쇄기에 투입하여 폐비닐의 크기가 약 30~40cm 내외의 크기로 파쇄한다.Two kinds of raw materials, agricultural mulching waste vinyl and waste plastic packaging materials are mixed at a certain ratio and put into the crusher, and the size of waste vinyl is shredded to about 30 ~ 40cm.
이렇게 파쇄된 폐비닐을 트롬멜 분리기에 투입하여 마찰에 의한 건식세척 및 분리 등을 유도한다.The crushed waste vinyl is introduced into a trommel separator to induce dry washing and separation by friction.
상기 트롬멜은 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(10)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 설치대(31-1)와 설치대의 상단에 링크 연결된 직사각형 후 판상체인 털개판(31-2)로 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 trommel is a cylindrical trommel 11, which is vertically opened and inclined to the network body so that the wind passes well as shown in FIG. 1, and an upper ring 12 formed in a ring shape at both ends and the middle of the trommel, respectively. On the lower end side of the shaft 21 and the shaft 21 formed in the central axis of the
이렇게 트롬멜 파쇄기를 통과하면 순도 20 % 미만의 폐비닐이 순도 약 38% 내외의 것으로 전 처리되며, 토사성분이 약 29 % 그리고 수분이 나머지인 약 33 % 내외가 되어진다. 망상체로 원통인 트롬멜(11)의 직경이 작거나 철망이 아닌 강판 에 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. Through this trommel crusher, waste vinyl with less than 20% purity is pretreated with about 38% purity, with about 29% earth and sand and about 33% remaining moisture. If the diameter of the cylindrical trommel (11) as a reticular body is small or perforated trommel (11) perforated on a steel plate rather than a wire mesh, the drying and separation effects are not performed properly, 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.
상기 트롬멜(11)은 저속회전(약 8rpm)하는 직경 약 150mm, 길이 약 3,500mm의 대형 원통형 철망(눈금은 20~30mm 크기의 마름모형)으로 내부의 축에서 고속회전(약 250rpm)하는 여러 개의 칼날 모양의 털개(31)들의 충격과 강제로 주입된 공기에 의해서 건조 및 이물질 제거가 이루어진다. 투입된 원료들이 자연스럽게 배출되기 위해서는 트롬멜(11)의 경사도를 두어야 하는데 경사도는 원하는 체류시간에 따라 조정하면 될 것이나 대부분의 원료들의 경우 12.7o가 적당하였다. The trommel 11 is a large cylindrical wire mesh (diameter is 20 ~ 30mm size rhombus) of about 150mm in diameter, about 3,500mm in length to rotate at a low speed (about 8rpm) and rotates at high speed (about 250rpm) in the inner shaft Drying and removal of foreign substances are made by the impact of the dog blade-shaped hairs 31 and forced air. In order for the raw materials 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 raw materials, 12.7 o was appropriate.
이렇게 트롬멜(11)을 통과한 원료는 여전히 제법 많은 양의 토사 성분과 수분을 함유하고 있으므로 관경 약 25cm, 길이 약 30m의 파이프상의 풍로로 블로우잉(blowing)하는 블로워 건조장치에 의하여 건조 및 이물질을 제거한다.Since the raw material passed through the trommel 11 still contains a large amount of earth and sand components and water, it is dried and foreign matters by a blow drying device that blows into a pipe-like air passage having a diameter of about 25 cm and a length of about 30 m. Remove it.
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
이때 상기 열풍기(50)에 의해 최초 온도를 약 150oC 정도를 유지하여 주면 배출구에서 나오는 원료는 수분이 약 6% 내외로 감소하여 다음 단계인 성형에서 날리지 않는 등 좋은 물리적 성질을 갖게 된다. 특히 풍로(20)의 입구에 막대형 방해판 또는 방해핀을 진행방향으로 뉘인 각도로 비스듬하게 여러 가닥 설치하여 두면 풍력에 의해 나아가던 폐비닐이 이들 방해판들에 세게 부딪쳐서 폐비닐의 표면에 미세하게 묻은 토양이 충격에 의해 분리되어 건조는 물론 추가적인 세척의 효과까지 얻을 수 있다. 블로잉을 위한 조건에서 풍속은 상온의 조건에서 투입구에서 18m/s, 배출구에서 15m/s일 때가 가장 양호하였다.At this time, if the initial temperature is maintained by about 150 o C by the
블로워형 건조장치를 채택한 이유는 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 온풍을 불어넣어서 긴 파이프 내를 통과시켜 강제로 교란에 의한 건조를 실시하는 것이 가장 유리하다는 결론을 얻었다. 따라서 적절한 투입장치를 포함한 건조장치를 제작하여 건조를 실시하였다.The reason why the blower-type drying device is adopted is that the waste vinyl has no micropores in the tissues unlike ordinary fibers, so even if it is compressed or heated, the moisture inside the pockets does not occur due to the pocket or blanket phenomenon. It has the property of not being removed. Therefore, it was concluded that it was most advantageous to blow strong warm air through the long pipe to force dry by disturbance. Therefore, a drying apparatus including an appropriate feeding apparatus was manufactured and dried.
상기 블로워 건조장치의 배출구에서 배출된 멀칭 폐비닐과 폐플라스틱 포장재의 혼합 원료는 대략 폐비닐이 순도 약 57% 내외의 것으로 전 처리되며, 토사성분이 약 37 % 그리고 수분이 나머지인 약 6% 내외가 되어져 있는데, 이 후 스크린형 컨베이어를 타고 올라가 저장 싸이로(silo)로 옮겨진다. 컨베이어를 타고 이송하는 도중 건조시에 분리되었으나 미처 제거되지 못한 잔류토사가 자연히 분리되어지므로 이때의 순분은 멀칭 폐비닐의 경우, 수분을 제외한 상태에서 약 70% 가까운 멀칭 폐비닐 순도를 유지하게 된다. 반면 폐플라스틱 포장재는 처음부터 이물질에 의한 오염이 심하지 않았으므로 대개 99% 정도의 순도를 유지하게 된다.The mixed raw material of the mulching waste vinyl and waste plastic packaging material discharged from the outlet of the blow dryer is pretreated with approximately 57% purity of waste vinyl, about 37% soil content and about 6% with moisture remaining. This is followed by a screened conveyor which is then transported to a storage silo. During transport on the conveyor, the residual soil which was separated during drying but could not be removed is naturally separated, so the pure water at this time maintains about 70% purity of mulching waste vinyl in the state of excluding mulching waste vinyl. Waste plastic packaging, on the other hand, has not been severely polluted by foreign substances from the outset, so it usually maintains 99% purity.
상기 전처리되어 싸이로에 저장된 멀칭 폐비닐과 폐플라스틱 포장재 혼합원료를 과립 성형기에 투입하여 과립형 펠릿을 성형한다.The pre-treated mulch waste vinyl and waste plastic packaging material mixed raw material stored in the cyclone is introduced into a granulator to form granular pellets.
싸이로에 저장된 원료를 과립성형기에 주입할 경우, 순수한 PE만 투입하는 경우에 비하여 소량의 무기 및 유기 첨가제를 혼입하면 완제품의 물성이 현격이 증가하는데 항목에 따라 약 15~30%의 물성이 향상된다.When the raw material stored in the cyclo is injected into the granulating machine, when a small amount of inorganic and organic additives are added, the physical properties of the finished product increase significantly compared to the case of pure PE only. The properties of the finished product are improved by about 15 to 30%. do.
상기 첨가제는 유기첨가제로 Zn-stearate 0.5~3.0%와 산화안정제 0.1~1.0%를 첨가하고, 무기첨가제로 중탄산칼슘(CaCO3 : 2,000 mesh) 10% 내외 또는 클레이 (2,000 mesh) 30% 내외를 첨가한다. 단, 전술한 것처럼 농업용 폐비닐은 건식으로 전처리를 하였을 때 자연스럽게 토사를 약 30% 정도 함유하고 있으므로 별도로 클레이 주입을 하지 않아도 좋은 장점이 있다.The additive is added as Zn-stearate 0.5 ~ 3.0% and the oxidation stabilizer 0.1 ~ 1.0% as an organic additive, calcium bicarbonate (CaCO 3) as an inorganic additive : 2,000 mesh) Add 10% or around 30% of clay (2,000 mesh). However, as described above, the agricultural waste vinyl naturally contains about 30% of the earth and sand when pretreated by dry, so there is no need to separately inject clay.
이들 유기 및 무기 첨가제를 첨가함에 있어 단독 또는 혼합하여 사용하였을 때 모두 물성의 향상이 있었지만 특히 단독일 경우보다 혼합 사용하였을 때가 더 효과가 높았지만 한계치는 존재하였다.In the addition of these organic and inorganic additives, the physical properties were all improved when used alone or in combination, but especially when mixed and used alone, the limit was present.
첨가재의 종류 및 주입비율에 따른 물성 비교하였다. 측정된 물성은 인장강도, 탄성율, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도 등이었으며 모두 비슷한 비율로 물성의 증가치를 보였다. 첨가재의 종류 및 혼입비율에 의한 물성의 향상은 <표 1>에서 볼 수 있다.The physical properties of the additives and the injection ratio were compared. The measured physical properties were tensile strength, elastic modulus, flexural strength, flexural modulus, and impact strength. The improvement of physical properties by the kind and the mixing ratio of the additive can be seen in <Table 1>.
이들 유기첨가제인 유기금속계 스테아린산은 플라스틱인 두 수지와 포장재 필름류의 금속, 그리고 무기 충진재인 중탄 및 clay와 플라스틱과의 분산성을 향상시키는 효과 때문이다. 또한 인자d 및 굴곡강도가 무기충진재의 함량 변화에 따라 증가하고 있는 것은 다른 무기 충진재를 넣었을 때와 동일한 결과를 보이나 내충격성이 특히 탁월하게 증가하여 원래의 포장재 재생처리에 의한 충격강도에 비하여 월등한 향상을 가져옴을 알 수 있었다.These organic additives, organometallic stearic acid, are due to the effect of improving the dispersibility of two resins, plastics, metals of packaging films, and inorganic fillers such as heavy carbon and clay. In addition, the factor d and flexural strength were increased with the change of the content of the inorganic filler, but the same result as the other inorganic filler was added, but the impact resistance was particularly increased, which was superior to the impact strength by the original packaging material regeneration treatment. It was found to bring improvement.
이는 중탄 및 clay를 첨가하지 않고 멀칭 폐비닐 순분 및 폐플라스틱 포장재 순분으로만 비율을 달리하여 얻은 물성치인 <표 2>와 비교하면 바로 알 수 있다.This can be seen immediately in comparison with Table 2, which is a physical property obtained by varying the ratio of only mulching waste vinyl and waste plastic packaging without adding bicarbonate and clay.
<표 1>TABLE 1 첨가재의Of additives 종류 및 주입비율에 따른 물성 비교( Comparison of Physical Properties According to Type and Injection Ratio ( 중탄Heavy coal 5%+clay 15% 첨가시) 5% + clay 15% added)
또한 원료에 폐PS(polystyrene) 수지를 약 1~2% 정도 첨가시키면 제품의 성형 후에 나타나는 비틀림 현상이 현저하게 줄어든다. 통상 넓고 얇은 제품 또는 긴 플라스틱 제품의 성형 이후에는 비틀림 현상이 자주 발생하여 제품의 품위를 매우 저하시키는 바, 이를 방지하기 위하여 후술(後述)하겠지만, 냉각시의 몰드를 수조에 직접 침적시키는 것과 함께, 약간의 PS를 혼입시키는 것은 매우 중요한 기술에 속한다고 할 것이다. 1~2%의 PS 수지 혼입은 전체 물성에 거의 영향을 미치지 않으면서도 제품이 휘어지지 않고 팽팽하게 유지하도록 한다.In addition, when the waste PS (polystyrene) resin is added to the raw material by about 1 to 2%, the torsion phenomenon after molding the product is significantly reduced. Usually, after molding of wide and thin products or long plastic products, torsional phenomena frequently occur, which greatly reduces the quality of the product. As will be described later in order to prevent this, in addition to directly depositing the mold during cooling, Incorporating some PS is a very important technique. Incorporation of 1 ~ 2% PS resin ensures that the product stays taut without bending, with little effect on overall physical properties.
건조기를 통과하고 첨가제와 같이 혼입된 원료는 과립성형기에서 완제품 제작에 투입이 용이한 형태의 과립형 펠릿이 성형되어진다. 이때 과립성형기로 중간 원료인 과립형 펠릿을 성형을 한 이유는 용융성형기에 바로 성형하는 것에 비해 성형에 소요되는 에너지를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고온에 의한 원료의 탄화 등 질적 저하를 방지할 수 있기 때문이다.The raw material passed through the dryer and mixed with the additive is formed into granular pellets that are easily added to the finished product in the granulator. The reason why the granular pellet, which is an intermediate raw material, is molded by the granulating machine is not only to reduce the energy required for molding but also to prevent qualitative deterioration such as carbonization of the raw material due to high temperature. to be.
다음으로 전처리된 과립형 펠렛을 이용하여 최종제품인 미끄럼 방지판을 성형 제조하게 되는데, 농업용 멀칭 폐비닐과 폐플라스틱 포장재를 일정한 비율로 혼합하고 유기 및 무기 첨가재를 혼입하여 제조한 과립형 펠렛을 용융기에서 약 180 - 200oC의 온도로 녹여 반죽상태로 만든 후 미끄럼 방지판 몰드에 장입을 시키고 이것을 고압의 프레스로 성형을 한다. 냉각은 대개 몰드를 그대로 냉각수조에 침적시켜 약 15분에서 30분 정도 방치시킨다. 몰드를 그대로 냉각수조에 침적시켜서 냉각시키는 이유는 전술(前述)하였지만 넓고 얇은 제품이 냉각 후 비틀림이 생기는 것을 방지하는데 약간의 PS의 첨가와 함께 매우 중요한 요소이다.Next, using the pre-treated granulated pellets to form and manufacture the non-slip plate, the final product, the granular pellets prepared by mixing agricultural mulching waste vinyl and waste plastic packaging material in a constant ratio and mixing organic and inorganic additives in the melter Melt at a temperature of about 180-200 o C to make a dough state, load it into a non-slip plate mold and mold it with a high pressure press. Cooling usually deposits the mold in a cooling bath as it is and leaves for about 15 to 30 minutes. The reason why the mold is cooled by depositing it in the cooling bath as mentioned above is a very important factor with the addition of a little PS to prevent twisting after the cooling of the wide and thin products.
냉각이 충분히 되었을 때 몰드를 이형시키고 모서리 부분 등을 정리한 다음 저장하면 제작은 끝난다.When the cooling is enough, release the mold, clean up the corners, and save it.
상기 미끄럼 방지판의 크기는 필요에 의해서 제작이 가능하지만 큰 것은 대개 L 1,818 × W 606 × T 12mm 기준으로 제작함이 바람직하다.The size of the anti-skid plate can be manufactured as needed, but large ones are preferably manufactured based on L 1,818 × W 606 × T 12mm.
미끄럼 방지판의 한 쪽 표면에는 길이 60mm 내외의 꺽쇠 등의 무늬를 돋을새김(陽刻)으로 된 미끄럼 방지용 돌기를 반복적으로 처리하여 미끄럼방지의 기능을 갖도 록 한다. 상기 미끄럼 방지용 돌기는 작은 꺽쇠 무늬 또는 특정 문자형 무늬로 높이 0.8~2.0mm로 돋을새김(양각)을 하되 단 상기 미끄럼 방지용 돌기의 모서리 부분을 보호하기 위해 양각의 경계면이 완만한 곡선을 유지되도록 형성된다.On one surface of the anti-skid plate, the anti-slip protrusion of embossing pattern such as cramps of about 60mm in length is repeatedly treated to have the function of anti-slip. The anti-slip protrusion is embossed (embossed) with a small cramp pattern or a specific character pattern to a height of 0.8 to 2.0 mm, but the boundary of the embossed protrusion is formed to maintain a gentle curve to protect a corner portion of the anti-slip protrusion. .
<표 2> 주재료의 <Table 2> Main Ingredients 혼입비율에On the mixing ratio 따른 미끄럼 According to slip 방지판의Check valve 물성 비교 Property comparison
<도 3>은 이 원료를 이용하여 실제로 제작한 미끄럼 방지판의 사진이다. 3 is a photograph of an anti-slip plate actually produced using this raw material.
상기 트롬멜 파쇄기에 투입되는 주원료인 멀칭 폐비닐과 폐플라스틱 포장재의 혼입비율을 각각 100% 및 0%에서 10%씩 상호 증감시켜 구분하여 완제품인 미끄럼 방지판의 물성 실험을 하였는데, 이때 물성은 측정항목별로 매우 다양한 양상을 보였는바 제품의 용도에 따라 요구되는 물성의 특성을 감안하여 맞춤형 혼입비율을 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 첨가재가 없는 상태에서의 혼입비율 차이에 의한 물성의 비교는 <표 2>에서 보는 바와 같다.The mixing ratio of the mulching waste vinyl and waste plastic packaging materials, which are the main raw materials to the trommel crusher, was increased and decreased by 100% and 0% to 10%, respectively, and the physical properties of the anti-skid plate, which was a finished product, were measured. As the items were very diverse, it is possible to apply a customized mixing ratio in consideration of the properties required for the purpose of the product. Comparison of physical properties by the mixing ratio difference in the absence of additives is shown in Table 2.
이들 결과로부터 인장 및 굴곡강도, 그리고 인장탄성율 및 굴곡탄성율 값들은 멀칭비닐의 함량이 증가함에 따라 대부분 멀칭 비닐의 주성분인 LDPE(저밀도폴리에칠렌)이기 때문에 감소하지만 내충격성이 크게 향상되고, 아울러 신율이 커짐을 알 수 있다.From these results, tensile and flexural strength, tensile modulus and flexural modulus values decrease with increasing mulching vinyl content because of LDPE (low density polyethylene), which is the main component of mulching vinyl, but the impact resistance is greatly improved and elongation is increased. It can be seen.
농업용 폐비닐과 폐플라스틱 포장재를 다양한 비율로 혼입할 수 있지만 일반적으로 판재가 갖는 특성을 유지하려면 인장강도를 높게 유지한 채 굴곡강도와 toughness를 어느 수준 이상으로 높게 유지할 필요가 있으므로 농업용 비닐 : 플라스틱 포장재를 50~70% : 30~50%의 비율로 혼합하여 사용하되, 완성품의 요구 사양에 의해서 비율의 조정이 필요하다고 판단된다.Agricultural vinyl and waste plastic packaging materials can be mixed in various ratios. However, in order to maintain the characteristics of plate materials, it is necessary to maintain the bending strength and toughness to a certain level or higher. Is used by mixing 50 ~ 70%: 30 ~ 50%, but it is judged that adjustment of the ratio is necessary according to the requirements of the finished product.
본 고안에 따른 농업용 멀칭 폐비닐과 폐플라스틱 포장재를 이용한 미끄럼 방지판은 농촌에서 한 해 약 26만톤씩 발생되어 계속 적체되고 있는 농업용 폐비닐과 일상생활에서 연간 약 100만톤씩 발생되어 처리에 어려움을 겪고 있는 폐플라스틱 포장재를 친환경적으로 처리할 수 있는 방안으로, 재래식 방법으로는 이물분리 및 건조가 어렵던 폐비닐을 간단하면서도 대량으로 처리할 수 있어 경제적이며, 현재 재활용에 의한 용처가 많이 확보되지 못하여 소각에 의하여 처리되고 있는 폐플라스틱 포장재는 소각 시 내부에 코팅되어 있던 알루미늄 포일이 흄(fume) 상태로 휘산되어 대기로 방출되어지는데 이것을 방지할 수 있어 국민보건에도 도움이 되며, 특별히 고안된 농업용 폐비닐과 폐플라스틱 포장재의 혼합비율은 물론 유기 및 무기 첨가재의 선택에 의한 물성 향상은 토건용은 물론 운송용으로도 수요가 많은 미끄럼 방지판으로써의 물성을 충족시킬 뿐만 아니라 유사한 형태를 지니는 철판 및 목재합판의 대용으로 사용될 수 있는 길을 확보하였다.The anti-skid plate using the agricultural mulching waste vinyl and plastic packaging material according to the present invention generates about 260,000 tons per year in rural areas and generates about 1 million tons per year in agricultural waste and daily life. This is an environmentally friendly way to handle waste plastic packaging materials that are undergoing eco-friendly treatment, and it is economical because it can simply and largely handle waste vinyl, which is difficult to separate and dry by conventional methods. The waste plastic packaging material processed by the waste is aluminum foil coated inside during the incineration, which is volatilized in a fume state to be released into the atmosphere. The mixing ratio of waste plastic packaging materials as well as the line of organic and inorganic additives The physical properties improved by ensuring was which may be used in place of Civil Engineering, as well as for transporting the steel plate and also wood veneer as well as to meet the physical properties of the needs as many anti-slip plate having a similar shape for the road.
또한 건식처리에 의해서 남아 있던 무기질(토사)도 그 함량이 무기첨가재의 첨가에 의한 물성 향상을 기대할 수 있는 첨가량과 일치하여 바람직하게 작용하고 있다. 본 고안에 따른 미끄럼 방지판은 기존의 강판에 비하여 저렴할 뿐만 아니라 중량이 가벼워 포장되지 않은 각종 공사장, 미끄러운 주방바닥, 부식성 재료를 사용할 수 없는 어선이나 선착장 바닥 등에서 부담 없이 널리 사용되어질 수 있어 산업안전에 크게 기여할 수 있을 것이다. 또한 화물차 상판 바닥 보호재 등으로도 사용될 경우는 차가 기울거나 원심력 등이 작용할 경우 탑재한 화물이 쏠리거나 움직이는 것을 적절히 방지하는 등 다양한 역할을 충분히 할 수 있어 그 수요가 무궁하다.In addition, the inorganic matter (soil) remaining by the dry treatment is also preferably working in accordance with the amount of the addition, which can be expected to improve the physical properties by addition of the inorganic additives. The anti-skid plate according to the present invention is not only cheaper than the existing steel plate but also can be widely used in various construction sites, slippery kitchen floor, fishing vessel or dock floor where corrosive materials cannot be used because of its light weight. You will be able to contribute greatly. In addition, when used as a protective material for the bottom of the truck, it is possible to play various roles, such as appropriately preventing the loaded cargo from moving or moving when the car is inclined or the centrifugal force is applied.
그리고 사용된 본 고안에 따른 미끄럼 방지판은 재사용은 물론 다시 녹여서 새로운 제품으로 만드는 재활용이 자유로우므로 제조공정에서의 친환경성과 더불어 친환경제품으로 역할을 충실히 할 수 있을 것이다. 뿐만 아니라 본 고안에 따른 미끄럼 방지판을 제조하는 과정에서 유도되는 기술들을 응용하면 기타 폐기물의 분리 및 건조장치에도 이용할 수 있으며, 비틀림 현상이 발생할 수 있는 다른 합판형태의 제품의 안정적 제조에도 적용성을 충분히 확대하여 폐기물 재활용이 촉진될 수 있으며, 궁극적으로 자원의 절약과 재활용을 통한 환경보호 그리고 안정적인 재활용원료 확보 및 수출 등을 통하여 국가경제에도 이바지한다.And since the non-slip plate according to the present invention used is not only reused, but also reused to melt again to make a new product will be able to faithfully play a role as an eco-friendly product with eco-friendliness in the manufacturing process. In addition, the application of the techniques induced in the manufacture of the anti-skid plate according to the present invention can be used for the separation and drying device of other wastes, and also applicable to the stable production of other plywood products that may cause torsion. It can be fully expanded to promote waste recycling and ultimately contribute to the national economy by saving resources, protecting the environment through recycling, and securing and exporting stable recycled materials.
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