(57)【要約】【課題】使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップから繊維と樹脂とを分離するリサイクル装置及び方法を提供する。【解決手段】本発明による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置は、移送経路を形成し、切断されたスクラップを移送する移送部と、移送経路に連結され、移送部を通過したスクラップを加圧して移送経路に沿って供給する供給部と、供給部から離隔配置され、回転によって供給部から供給されるスクラップの一面に摩擦力を提供してスクラップを繊維と樹脂に分離する分離部と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
2017007324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移送経路を形成し、切断されたスクラップを移送する移送部と、
前記移送経路に連結され、前記移送部を通過した前記スクラップを加圧して前記移送経路に沿って供給する供給部と、
前記供給部から離隔配置され、回転によって前記供給部から供給される前記スクラップの一面に摩擦力を提供して前記スクラップを繊維と樹脂に分離する分離部と、
を含むことを特徴とする使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置。
【請求項２】
前記分離部は、
回転軸に結合されて一方向に回転する回転体と、
前記回転体の外周面に複数設置され、前記回転体の回転時に前記スクラップの一面をかき出して前記スクラップを繊維と樹脂に分離する鋸歯状ワイヤーと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置。
【請求項３】
前記供給部は、
前記スクラップの下部を支持するディスクと、
前記スクラップの上部に位置し、前記スクラップを加圧して前記回転体と同じ方向に回転して前記スクラップを前記分離部に供給する供給ローラーと、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置。
【請求項４】
前記供給ローラーは、前記回転体の回転速度よりも遅く回転することを特徴とする請求項３に記載の使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置。
【請求項５】
前記分離部は、前記供給部との離隔間隔が調節されることを特徴とする請求項１に記載の使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置。
【請求項６】
前記移送経路には、前記移送部、前記供給部、及び前記分離部が複数段形成され、繊維と樹脂の分離を繰り返すように延長されることを特徴とする請求項１に記載の使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置。
【請求項７】
使用済みカーペット及び使用済みスクラップを切断するスクラップ切断段階と、
複数のスクラップを移送経路に沿って移送し、前記スクラップを鋸歯状ワイヤーに供給するスクラップ供給段階と、
前記鋸歯状ワイヤーの回転によって前記スクラップの一面をかき出して前記スクラップを繊維と樹脂に分離する繊維及び樹脂分離段階と、
繊維に含まれている異質物を除去し、前記移送経路に沿って移送して再生繊維の状態で貯蔵する再生繊維貯蔵段階と、
を含むことを特徴とする使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法。
【請求項８】
前記スクラップ供給段階は、複数の前記スクラップのうち、樹脂の含有量が相異なるスクラップを混合して前記鋸歯状ワイヤーに共に供給することを特徴とする請求項７に記載の使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法。
【請求項９】
前記繊維及び樹脂分離段階は、
前記スクラップから分離された樹脂の異質物を除去し、再生樹脂の状態で貯蔵する再生樹脂貯蔵段階と、
繊維と樹脂に分かれていないスクラップ残分の異質物を除去して前記スクラップ供給段階に再供給するスクラップ残分再供給段階と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法。
【請求項１０】
前記スクラップ供給段階と繊維及び樹脂分離段階は、前記移送経路上で繰り返して行われることを特徴とする請求項７に記載の使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置及び方法に係り、より詳しくは、リサイクル工程で再生繊維と再生樹脂とを分離する使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、自動車内の底部には、ポリプロピレンの板上にポリエステル繊維を主に使用して構成されるカーペットが、騒音、振動、防音、防湿など多様な効果を提供する内装材として使用されてきた。
【０００３】
このような自動車シート用カーペットは、ナイロンやポリエステル繊維を植毛して製造した生地や、ポリエステル繊維の不織布の生地にポリプロピレンなどの樹脂をコーティング処理したカーペットであるが、その生地を、自動車の車種ごとに鋼板の底部の形状に合わせて裁断して付着するため、裁断工程で多量のスクラップ（ｓｃｒａｐ）が発生する。
【０００４】
また、自動車を廃車にしてから発生する使用済み部品、製造過程で発生する不良品、又は製品の成形後に発生するスクラップなどは、リサイクルすることなく、大部分は、セメントの焼成や熱併合発電所などで熱源として処理される。
【０００５】
スクラップは、２種類以上の原資材が混合して構成されたものであり、これらを分離してリサイクルするには加熱処理が必要であって（例えば特許文献２を参照）大量に処理することは非常に難しいため、産業廃棄物に分類して全量を焼却処理しており、それによるエネルギーのロスと、公害を引き起こすという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１３−５７６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかる課題を解決するための本発明の目的は、リサイクル工程によって、使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップから繊維と樹脂とを分離する使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置は、移送経路を形成し、切断されたスクラップを移送する移送部と、前記移送経路に連結され、前記移送部を通過した前記スクラップを加圧して前記移送経路に沿って供給する供給部と、前記供給部から離隔配置され、回転によって前記供給部から供給される前記スクラップの一面に摩擦力を提供して前記スクラップを繊維と樹脂に分離する分離部と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記分離部は、回転軸に結合されて一方向に回転する回転体と、前記回転体の外周面に複数設置され、前記回転体の回転時に前記スクラップの一面をかき出して前記スクラップを繊維と樹脂に分離する鋸歯状ワイヤーと、を備える。
そして、前記供給部は、前記スクラップの下部を支持するディスクと、前記スクラップの上部に位置し、前記スクラップを加圧して前記回転体と同じ方向に回転して前記スクラップを前記分離部に供給する供給ローラーと、を備える。
【００１０】
このような前記供給ローラーは、前記回転体の回転速度よりも遅く回転する。
また、前記分離部は、前記供給部との離隔間隔が調節される。
一方、前記移送経路には、前記移送部、前記供給部、及び前記分離部が複数形成され、繊維と樹脂の分離を繰り返すように延長される。
【００１１】
本発明の一実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法は、使用済みカーペット及び使用済みスクラップを切断するスクラップ切断段階と、複数のスクラップを移送経路に沿って移送し、前記スクラップを鋸歯状ワイヤーに供給するスクラップ供給段階と、前記鋸歯状ワイヤーの回転によって前記スクラップの一面をかき出して前記スクラップを繊維と樹脂に分離する繊維及び樹脂分離段階と、繊維に含まれている異質物を除去し、前記移送経路に沿って移送して再生繊維の状態で貯蔵する再生繊維貯蔵段階と、を含む。
【００１２】
ここで、前記スクラップ供給段階は、複数の前記スクラップのうち、樹脂の含有量が相異なるスクラップを混合して前記鋸歯状ワイヤーに共に供給する。
【００１３】
そして、前記繊維及び樹脂分離段階は、前記スクラップから分離された樹脂の異質物を除去し、再生樹脂の状態で貯蔵する再生樹脂貯蔵段階と、繊維と樹脂に分離されていないスクラップ残分の異質物を除去して前記スクラップ供給段階に再供給するスクラップ残分再供給段階と、を備える。
また、前記スクラップ供給段階と繊維及び樹脂分離段階は、前記移送経路上で繰り返して行われる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、リサイクル工程によって、フェルトスクラップを繊維と樹脂に分離することができるようになって、カーペット、自動車の吸音部品、工程不良品などのフェルトスクラップのリサイクルを可能とする効果がある。
また、本発明は、使用済みカーペット及びフェルトスクラップなどをリサイクルできるため、温室ガスの減少及び廃棄物の処理費用を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置を概略的に示す図面である。
【図２】本発明の第１実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置の動作を概略的に示す図面である。
【図３】本発明の第１実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置の鋸歯状ワイヤーを示す図面である。
【図４】本発明の第２実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置の供給部及び分離部を示す図面である。
【図５】本発明の第２実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置を概略的に示す図面である。
【図６】本発明の実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法を概略的に示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法の再生樹脂の貯蔵を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法における異質物の除去に関する概念を概略的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明による好ましい実施例を詳細に説明する。
本発明の利点、特徴、及びそれを達成する方法は、添付した図面及び詳細に後述する実施例を参照する。
【００１７】
しかし、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではなく、様々な形態で構成されるが、ただ本実施例は本発明の開示をより完全なものにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を知らせるために提供されるもので、本発明は、請求項の範疇によって定義される。
また、本発明を説明するにあたって、関連した公知技術などが本発明の要旨を却って不明にすると判断される場合はそれに関する詳細な説明は省略する。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置を概略的に示す図面であり、図２は本発明の第１実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置の動作を概略的に示す図面であり、図３は本発明の第１実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置の鋸歯状ワイヤーを示す図面である。
【００１９】
図１に示すように、使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置は、移送部１００、供給部２００、及び分離部３００を含む。
先ず、移送部１００は、コンベヤーベルトなどであってもよく、移送経路を形成し、切断されたスクラップ１０を移送する。
【００２０】
具体的には、移送部１００は、多様な大きさの使用済みカーペット及びスクラップを均一化するために、縦横各々１０〜２５ｃｍの大きさに切断したスクラップ１０を供給部２００に移送する。
【００２１】
供給部２００は、移送経路の端部に連結され、移送部１００を通過したスクラップ１０を加圧して移送経路に沿って供給する。
換言すれば、供給部２００は、スクラップ１０の上下部を加圧した状態で回転してスクラップ１０を分離部３００に供給するために、図２に示すように、ディスク２１０及び供給ローラー２２０を備える。
【００２２】
ディスク２１０はプレート状であり、スクラップ１０の下部を支持する。
供給ローラー２２０は、ディスク２１０から所定間隔で離隔され、スクラップ１０の上部に位置しており、スクラップ１０を加圧しながら回転してスクラップ１０を分離部３００に供給する。
【００２３】
供給ローラー２２０は、スクラップ１０の高さよりもその高さが低く、ディスク２１０から離隔して形成されるが、これはスクラップ１０が供給ローラー２２０とディスク２１０との間にホールド状態のままで回転によって徐々に分離部３００に供給されるようにするためである。
【００２４】
分離部３００は、供給部２００から離隔配置され、回転によって供給部２００から供給されるスクラップ１０の一面に摩擦力を提供してスクラップ１０を繊維と樹脂に分離する。
そのために、分離部３００は、回転体３１０及び鋸歯状ワイヤー３２０を備える。
回転体３１０は、所定の直径をもって回転軸に結合して供給ローラー２２０の回転方向と同じ方向に回転する。
【００２５】
鋸歯状ワイヤー３２０は、回転体３１０の外周面に複数設置されるが、回転体３１０の回転時、スクラップ１０の一面をかき出してスクラップ１０を繊維と樹脂に分離する。
具体的には、鋸歯状ワイヤー３２０は、図３に示すように、所定の傾斜をもって回転体３１０の外周面に結合されるが、このような鋸歯状ワイヤー３２０は、それぞれの設置角度によって、厚い又は薄いスクラップ１０を繊維と樹脂とに分離し易くする。
【００２６】
換言すれば、鋸歯状ワイヤー３２０の設置角度が高く、その個数が多い場合は、薄い繊維からなる使用済み不織布のスクラップ１０を繊維と樹脂に分離するのに好適であり、設置角度が低く、その個数が少ない場合は、厚い繊維からなるスクラップ１０を繊維と樹脂に分離するのに好適である。
従って、鋸歯状ワイヤー３２０は、スクラップ１０の繊維の厚さによって回転体３１０の外周面で、１インチ当たり１〜８個が設置され、４０〜９０°の角度で設置されることが好ましい。
【００２７】
鋸歯状ワイヤー３２０は、相対的にゆっくり回転するが、スクラップ１０を徐々に供給する供給ローラー２２０から所定距離で離隔され、供給ローラー２２０よりも速く回転することで、スクラップ１０の一面をかき出す動作を行い、それによってスクラップ１０を効果的に繊維と樹脂に分離することができる。
結果的に、本実施例では、鋸歯状ワイヤー３２０を用いてスクラップ１０を繊維と樹脂に明確に分離することができるため、カーペット、自動車の吸音部品、工程不良品などのフェルトスクラップのリサイクルを可能とする。
【００２８】
図４は本発明の第２実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置の供給部及び分離部を示す図面であり、図５は本発明の第２実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置を概略的に示す図面である。
図４に示すように、使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル装置は、供給部２００及び分離部３００を含む。
【００２９】
分離部３００では、供給部２００からの離隔間隔が調節される。具体的には、分離部３００に形成された鋸歯状ワイヤー３２０は、スクラップ１０の種類に応じて供給部２００を構成するディスク２１０との間隔が調節される。
【００３０】
換言すれば、鋸歯状ワイヤー３２０とディスク２１０との間の間隔は、スクラップの種類及び求められる再生繊維の品質に応じて異なるように設定できる。
スクラップ１０の硬度が高いか、約１ｍｍ水準の樹脂がコーティングされている場合は、鋸歯状ワイヤー３２０とディスク２１０との間隔を２ｍｍ以下にすることが好ましい。
【００３１】
そして、スクラップ１０の硬度が低く、樹脂が薄くコーティングされている場合は、鋸歯状ワイヤー３２０とディスク２１０との間隔が２〜３ｍｍとなるように鋸歯状ワイヤー３２０とディスク２１０との間隔を選択的に調節することができる。
【００３２】
また、本実施例では、図５に示すように、再生繊維の品質及び生産性などを考慮して、リサイクル装置を複数の分離部３００、３００’、３００”で構成してもよく、それによって複数の移送部１００、１００’、１００”及び複数の供給部２００、２００’，２００”にを備えることよって、スクラップ１０が複数の分離部３００、３００’、３００”に移送及び供給されることで、スクラップ１０の分離工程を繰り返すようになり、それによって、スクラップ１０の分離効果及び効率を向上させることができる。
【００３３】
本実施例では、分離のための工程を３回繰り返すと示されているが、これは例示に過ぎず、スクラップ１０をはっきりと分離するために、さらに多い工程を繰り返すように、より多い移送部１００、供給部２００、及び分離部３００を設置してもよい。
【００３４】
図６は、本発明の実施例による使用済みカーペット及び使用、済みフェルトスクラップのリサイクル方法を概略的に示すフローチャートであり、図７は、本発明の実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法の再生樹脂の貯蔵を示すフローチャートであり、図８は、本発明の第３実施例による使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法における異質物の除去に関する概念を概略的に示す図面である。
【００３５】
図６を参照して、使用済みカーペット及び使用済みフェルトスクラップのリサイクル方法を説明する。
先ず、使用済みカーペット及び使用済みスクラップを切断する（Ｓ１００）。
具体的には、様々な大きさの使用済みカーペット及びスクラップを均一化するために、スクラップを縦横各々１０〜２５ｃｍの大きさに切断する。
【００３６】
次に、複数のスクラップを移送経路に沿って移送し、スクラップを鋸歯状ワイヤーに供給する（Ｓ２００）。
ここで、スクラップを鋸歯状ワイヤーに供給する場合、切断された複数のスクラップのうち、樹脂の含量が相異なるスクラップを混合して鋸歯状ワイヤーに供給することが好ましい。
【００３７】
具体的には、スクラップに含まれる樹脂の含有量が同じスクラップのみを鋸歯状ワイヤーに供給するのではなく、樹脂の含有量が同量のスクラップとそうでないスクラップとを一緒に混ぜて移送経路に移送して鋸歯状ワイヤーに供給することが好ましい。
【００３８】
【表１】
2017007324.tif 000003
【００３９】
換言すれば、表１の実施例１〜４に示すように、ポリエチレン樹脂のような樹脂がコーティングされているスクラップのみで構成することではなく、樹脂を含有していないスクラップを混合して適用すると、再生繊維の量が増加することを確認することができる。
従って、スクラップ供給段階（Ｓ２００）では、樹脂の含有量が相異なる複数のスクラップを共に移送経路に移送して鋸歯状ワイヤーに供給することが再生繊維の量を増加させる一要因となり得る。
【００４０】
次に、スクラップ供給段階（Ｓ２００）の後、鋸歯状ワイヤーの回転によってスクラップの一面をかき出してスクラップを繊維と樹脂とに分ける（Ｓ３００）。
このような繊維及び樹脂の分離段階（Ｓ３００）は、図７に示すように再生樹脂貯蔵段階（Ｓ３１０）及びスクラップ残分再供給段階（Ｓ３２０）からなる。
【００４１】
先ず、再生樹脂貯蔵段階（Ｓ３１０）では、スクラップから分離された樹脂の異質物を除去し、再生樹脂の状態で貯蔵する。
具体的には、再生樹脂貯蔵段階（Ｓ３１０）では、まだ分離されていなかったスクラップ残分と、ホコリ、樹脂、チップなどが次の工程（Ｓ４００）に移動せず、底に落ちるようになるが、これを別途の樹脂分離装置に送って再生樹脂の状態で貯蔵する。
【００４２】
より詳細に説明すると、空調集塵によって、スクラップ残分と樹脂に含まれているホコリとを除去し、スクリーン（標準ふるい４〜１０メッシュ）を用いてスクリーンを通過した樹脂のみを別途に回収して再生樹脂の状態で貯蔵することができる。
【００４３】
また、スクラップ残分再供給段階（Ｓ３２０）では、分離されなかったスクラップ残分をスクラップ供給段階（Ｓ２００）に供給して繊維及び樹脂分離段階（Ｓ３００）を再度行う。
これはスクラップを繊維と樹脂とに明確に分離するためにすることで、移送経路で工程上のスクラップ供給段階（Ｓ２００）と繊維及び樹脂分離段階（Ｓ３００）とが連続的に行われることによって、スクラップに対する分離工程が繰り返される。
【００４４】
一方、繊維及び樹脂分離段階（Ｓ３００）の後、繊維に含まれている異質物を除去する工程を行い（Ｓ４００）、移送経路に沿って移送して分離された繊維を再生繊維の状態で貯蔵する（Ｓ５００）。
【００４５】
また、異質物の除去について更に説明すると、図８に示すように、遠心分離の原理を応用して、比較的高密度のスクラップ残分を高速回転体の中心部から外側に導き出して底の孔に落として除去するが、再生繊維のみを吸入装置を用いて貯蔵所に移送することで、再生繊維を効果的に貯蔵することができる。
【００４６】
結果的に本実施例では、上述したリサイクル工程によってスクラップを繊維と樹脂とに明確に分離して分離貯蔵できるため、カーペット、自動車の吸音部品、工程不良品などのフェルトスクラップのリサイクルを可能とする。
それによって、本実施例に従って使用済みカーペット及びフェルトスクラップなどをリサイクルできるようになり、温室ガスの減少及び廃棄物の処理費用を低減することができる。
【００４７】
本発明は、リサイクル工程でフェルトスクラップを繊維と樹脂とに明確に分離することができるため、カーペット、自動車の吸音部品、工程不良品などのフェルトスクラップのリサイクルを可能とする効果がある。
それによって、本発明は、使用済みカーペット及びフェルトスクラップなどをリサイクルできるようになり、温室ガスの減少及び廃棄物の処理費用を低減できる効果がある。
【００４８】
以上、本発明は、図面に示された実施例を参照して説明したが、これは例示するものに過ぎず、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、多様な変形が可能であるが、上記実施例の全部又はその一部を選択的に組み合わせて構成できるという点が理解できる。従って、本発明の技術的な保護範囲は、添付した特許請求範囲の技術思想によって定めなければならない。
【符号の説明】
【００４９】
１０      スクラップ
１００、１００’、１００”      移送部
２００、２００’，２００”      供給部
２１０      ディスク
２２０      供給ローラー
３００、３００’、３００”      分離部
３１０      回転体
３２０      鋸歯状ワイヤー
【図１】
2017007324.tif 000004
【図２】
2017007324.tif 000005
【図３】
2017007324.tif 000006
【図４】
2017007324.tif 000007
【図５】
2017007324.tif 000008
【図６】
2017007324.tif 000009
【図７】
2017007324.tif 000010
【図８】
2017007324.tif 000011