KR102452448B1 - 막-코팅된 유리로부터 막을 분리하기 위한 시스템, 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

리사이클링 시스템이 여기에 개시된다. 상기 리사이클링 시스템은 하나 이상의 비평탄 판들 상에 막-코팅된 컬렛(cullet)을 수취하고(receive), 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하기 위하여 기울어지는 방식으로 위치한 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 왕복 이동시키도록 구성된 스크리너(screener)를 포함한다.

Description

막-코팅된 유리로부터 막을 분리하기 위한 시스템, 방법 및 장치

본 출원은 2016년 4월 5일 출원된 미국 임시 출원 번호 제62/318,358호의 35 U.S.C. § 119 하의 우선권의 이익을 청구하며, 이 문헌의 내용이 그 전체로서 인용되며 참조문헌으로 여기 병합된다.

본 개시는 유리의 리사이클링을 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 LCD 유리 기판을 제조하는 단계에서 생성되는 막-코팅된 유리로부터 막을 제거하는 방법에 관한 것이다.

LCD 유리의 제조 공정들에서, 폴리에틸렌(PE) 막-코팅된 트림 유리와 같은 막-코팅된 트림 유리가 LCD 유리 기판 컷팅 공정들로부터 생성된다. 원재료 사용 및 비용들을 감소시키기 위하여 상기 PE 막-코팅된 트림 유리로부터 상기 PE 막을 필터링하고 뱃치의 컬렛(cullet) 비율(즉, 제조 공정 내에서 사용되는 원재료에 대한 리사이클링된 컬렛의 비율)을 증가시키기 위하여 컬렛을 회수하도록(reclaim) 공정 라인을 구축하는 것이 바람직하다. 그러나 몇몇의 알려진 해결책들은 저효율, 필터링된 컬렛의 저품질, 낮은 필터 속도, 먼지가 발생하는 작업 환경, 더 높은 오염 및 컬렛의 최종 산물까지의 입자 사이즈 분포(particle size distribution, PSD) 변동과 같은 단점들을 갖는다.

따라서 막 필터 속도, 성능, 용량, 낮은 오염도, 안정적인 PSD, 및 환경 조절의 높은 품질 조건들을 만족시키도록 컬렛을 회수하기 위한 시스템 또는 방법을 위한 요구가 존재한다.

여기에 설명된 태양들은 앞서 설명된 문제점들의 일부를 해결하고자 한다.

본 개시는 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하기 위한 리사이클링 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 하나 이상의 비평탄 판들 상에 막-코팅된 컬렛을 수취하고, 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 상기 막을 분리하기 위하여 기울어지는 방식으로 위치하는 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 왕복 이동시키도록 구성되는 스크리너를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들은 파도 형상(waving), 톱니 형상(serrated), 주름 형상(corrugated), 요철 형상(bumpy), 계단 형상(stepped), 및 그물 형상(meshed) 중 적어도 하나로부터 선택되는 리지 형상(ridged) 표면을 갖는다.

추가의 실시예에서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들은 수평으로부터 25˚ 내지 35˚의 각도로 올라가는(ascending) 방식으로 기울어지고, 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 하부면(lower side)에서 상기 막-코팅된 컬렛을 수취하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 올라가는 비평탄 판들의 각도는 30˚일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 상기 리지 형상 표면들은 10 mm 내지 20 mm로 동일하게 이격되는 주름들(creases)을 갖는다.

다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들은 수평으로부터 0˚ 내지 3˚의 각도로, 예를 들어 1˚로 내려가는(descending) 계단들 방식으로 기울어지고, 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 상부면(upper side)에서 상기 막-코팅된 컬렛을 수취하도록 구성된다.

일 실시예에서, 상기 계단들은 550 mm 내지 650 mm로 동일하게 이격된다.

일 실시예에서, 복수의 장애물들이 상기 하나 이상의 비평탄 판들 상에 배열될 수 있다.

다른 실시예에서, 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하기 위한 상기 시스템은 막-코팅된 유리를 상기 막-코팅된 컬렛으로 분쇄하기 위한 하나 이상의 분쇄기(crusher)를 포함한다.

추가적인 실시예에서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들은 편심 캠(eccentric cam)에 의해 왕복 이동된다.

일 실시예에서, 상기 시스템은 상기 하나 이상의 비평탄 판들 상의 상기 막-코팅된 컬렛이 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 경사와 상기 편심 캠의 회전 속도의 함수로서 조절 가능한 속도로 이동 가능하도록 구성된다.

일 실시예에서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들은 상기 스크리너에 의해 탈착 가능하도록(detachably) 연결된다.

본 개시는 또한 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 하나 이상의 비평탄 판들에 막-코팅된 컬렛을 도입하는 단계; 및 기울어지는 방식으로 위치한 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 왕복 이동시켜 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들에 상기 막-코팅된 컬렛을 도입하는 단계는, 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 하부면에서 상기 막-코팅된 컬렛을 수취하도록 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 수평으로부터 25˚ 내지 35˚의 각도로 올라가는 방식으로 위치시키는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 상기 올라가는 하나 이상의 비평탄 판들의 각도는 30˚이다.

일 실시예에서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들은 10 mm 내지 20 mm로 동일하게 이격되는 주름들을 갖는 리지 형상 표면을 갖는다.

다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들에 상기 막-코팅된 컬렛을 도입하는 단계는, 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 하부면에서 상기 막-코팅된 컬렛을 수취하도록 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 수평으로부터 0˚ 내지 3˚의 각도로, 예를 들어 1˚로, 내려가는 계단들 방식으로 배열하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 계단들은 550 mm 내지 650 mm로 동일하게 이격된다.

일 실시예에서, 상기 방법은 막-코팅된 유리를 상기 막-코팅된 컬렛으로 분쇄하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 방법은 상기 막-코팅된 컬렛이 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 경사와 편심 캠의 회전 속도의 함수로서 조절 가능한 속도로 이동하도록 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 상기 편심 캠에 의해 왕복 이동시키는 단계를 포함한다.

본 개시는 막-코팅된 유리로부터 막을 분리시키기 위한 장비를 더 제공하고, 상기 장비는 막-코팅된 유리를 막-코팅된 컬렛으로 분쇄하기 위한 분쇄기; 및 상기 막-코팅된 컬렛을 상기 분쇄기로부터 수취하고, 기울어지는 방식으로 위치한 하나 이상의 비평탄 판들을 왕복 이동하여 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하기 위한 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 포함한다.

본 개시로부터의 공정 장비는 저비용, 콤팩트, 고효율 및 노동 절약적이도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 실시예들은 시스템이 하나의 작업자에 의해 작업되는 것을 허용하는 집적 자동화 조절 시스템을 포함할 수 있다. 예시적인 개시된 실시예들은 적어도 약 90%의 전체 리사이클링 속도(즉, 수취 스테이션 내에서 수취 버킷(bucket) 내에 수집되는 물질의 팁퍼(tipper) 내로 버려지는 물질에 대한 비율)를 가능하게 할 수 있다. 예시적인 개시된 실시예들은 또한 약 7%보다 작은 물질 손실을 갖도록 막 제거 속도(즉, 수취 스테이션 내의 수취 버킷 내에 수집되는 최종 물질로부터 막이 제거되는 속도)를 적어도 약 97%까지 향상시킬 수 있다. 상기 제거 속도는 샘플링을 통해 최종 수집되는 물질 내에서 차지하는 잔류 막의 표면적 퍼센티지를 측정함에 의해 계산된다. 수집된 막은 리사이클 회사에 판매 가능하다.

여기에서 개시된 실시예들의 추가적인 특징들 및 이점들이 뒤따르는 상세한 설명에서 제시될 것이며, 부분적으로는 상세한 설명으로부터 당업자에게 즉각적으로 명백하거나, 첨부된 도면들뿐만 아니라 기재된 상세한 설명 및 그 청구항들 내에서 설명되는 바와 같이 여기에서 설명되는 실시예들을 실행함에 의해 즉각적으로 인식될 것이다.

전술한 일반적인 설명 및 뒤따르는 상세한 설명은 모두 본 개시의 실시예들을 설명하며, 이들이 설명되고 청구되는 바와 같이 실시예들의 속성 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 윤곽을 제공하기 위하여 의도되는 것임이 이해되어야 할 것이다. 첨부하는 도면들은 더 나아간 이해를 제공하기 위하여 포함되며, 본 명세서의 일부분 내에서 병합되고 일부분을 구성한다. 도면들은 하나 또는 그 이상의 실시예(들)을 도시하며, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리들 및 동작을 설명하도록 역할을 한다.

도 1은 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 유리 리사이클링 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 2는 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 팁퍼를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 분쇄기의 외관을 개략적으로 나타낸다.
도 4a는 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 분쇄기 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 4b는 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 분쇄기 브레이커를 개략적으로 나타낸다.
도 4c는 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 브릿지 브레이커를 개략적으로 나타낸다.
도 5a는 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 스크리너를 개략적으로 나타낸다.
도 5b는 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 스크리너 내의 비평탄 판들을 개략적으로 나타낸다.
도 5c는 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 스크리너를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 수취 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 7a 및 7b는 여기에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에 따른 수집 시스템을 개략적으로 나타낸다.

예시들이 첨부한 도면들에 도시되는 본 개시의 선호되는 실시예들에 대하여 상세하게 참조가 이루어질 것이다. 가능하다면 언제나, 도면들을 통틀어 동일한 참조부호들이 동일하거나 유사한 부분들을 가리키도록 사용될 것이다.

막-코팅된 트림 유리는 LCD 유리 기판 컷팅 공정 이후에 리사이클될 수 있다. 도 1은 하나 이상의 실시예들에 따른 유리 리사이클링 시스템(100)의 예시적인 실시예를 나타낸다. 유리 리사이클링 시스템(100)은 분쇄기 시스템(102), 스크리너 시스템(104), 수취 시스템(106), 및 막 및 먼지 수집 시스템(108)을 포함한다.

분쇄기 시스템(102)은 막-코팅된 트림 유리를 막-코팅된 컬렛으로 분쇄한다. 막-코팅된 컬렛은 이후 스크리너 시스템(104)에 의해 수취되고, 여기에서 막의 대부분이 막-코팅된 컬렛으로부터 분리된다. 분리된 컬렛은 시스템(107)을 수취함에 의해 수집되는 한편, 분리된 막은 막 및 먼지 수집 시스템(108)에 의해 수집된다. 대안적으로, 막 및 먼지 수집 시스템(108)은 또한 분쇄기 시스템(102) 및 스크리너 시스템(104)에 연결될 수 있고, 여기에서 아래에서 설명되는 바와 같이 일부 막 및 먼지가 생성될 수 있다.

분쇄기 시스템(102)은 팁퍼(200) 및 분쇄기(300)를 포함한다. 도 2는 팁퍼(200)의 예시적인 실시예를 나타낸다. 막-코팅된 트림 유리는 카트(404)(도 4a에 도시) 내로 도입된다. 카트(404)는 총 중량(A)을 얻도록 카트 스케일 플랫폼(202)까지 이동되고, 이후 팁퍼 보드(206)에 대고 팁퍼 스테이지(204) 상으로 이동되고, 이후 위치한다. 카트가 팁퍼 스테이지(204) 상에 위치할 때, 팁퍼 보드(206)로부터 연장되는 두 개의 포크들(208, 210)이 카트(404)(도 4a에 도시) 아래로 신장된다. 팁퍼 모터(216)는 팁퍼 보드(206)가 위로 및 아래로 이동하도록 조절한다. 안전 펜스들(214)은 임의의 사람 또는 물체의 원치 않는 접근을 방지하도록 그리드 구조체를 가질 수 있다.

도 3은 분쇄기(300)의 예시적인 실시예를 나타낸다. 덤프 호퍼 커버(dump hopper cover)(302)는 분쇄기(300)의 피딩 포트(402)(도 4a에 도시)를 둘러싸고 보호한다. 덤프 호퍼 커버(302) 아래에 분쇄기 하우징(312)이 연결되고, 그 안에서 막-코팅된 트림 유리를 막-코팅된 컬렛으로 분쇄하기 위하여 사용되는 분쇄기 브레이커들(416, 418)이 위치하는 한편(도 4a에 도시), 분쇄기 브레이커 샤프트들(310)이 분쇄기 하우징(312)의 일 측면에 보일 수 있다. 분쇄기들의 회전을 조절하는 데 사용되는 분쇄기 모터(308)는 분쇄기 하우징(312)의 다른 측면에 연결된다. 브릿지 브레이커 하우징(304)은 덤프 호퍼 커버(302) 내부에 위치하는 하나 이상의 브릿지 브레이커(408)(도 4a에 도시)를 보호하기 위하여 덤프 호퍼 커버(302) 상에 배치되고, 하나 이상의 브릿지 브레이커들(408)을 고정하도록 브릿지 브레이커 하우징(304)의 양 측면들로부터 브릿지 브레이커 샤프트(304)가 밀려난다(extrude). 브레이커 위치 센서(314)는 분쇄기 브레이커 샤프트들(310)의 현재 위치를 감지하도록 분쇄기 하우징(312) 상에 배치된다. 더욱이, 웹 카메라(316)가 덤프 호퍼 커버(302) 상에 배치되고, 예를 들어 분쇄기(300) 내부에 너무 많은 먼지가 존재하는지 또는 분쇄기들 내부로 압착될 수 없는 유리가 존재하는지 아닌지, 분쇄기(300)의 내부를 모니터하도록 LCD 모니터(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.

도 4a는 팁퍼(200) 및 분쇄기(300)를 포함하는 분쇄기 시스템(102)의 측면도와, 이들의 구동을 도시한다. 위에서 설명한 것과 같이, 막-코팅된 트림 유리를 구비하는 카트(404)가 총 중량(A)을 얻도록 카트 스케일 플랫폼(202)까지 이동된다. 이후, 카트(404)는 팁퍼 스테이지(204) 상으로 이동되어 그 상에 위치한다. 팁퍼(200)가 액츄에이션될 때, 팁퍼 모터(216)는 포크들(208, 210)이 이들로부터 연장되며 팁퍼 보드(206)가 상향으로 이동하도록 조절한다. 포크들(208, 210)은 함께, 팁핑 샤프트(212)(도 2에 도시) 상에서 피딩 포트(402)에 도달할 때까지 카트(404)를 들어올린다. 그 상부의 카트(404)와 함께 보드(206)는, 막-코팅된 트림 유리(403)를 카트(405)로부터 분쇄기(300) 내로 버리도록 카트(405)에 의해 도시되는 바와 같이 기울어진다.

분쇄기 하우징(312) 내부의 분쇄기 브레이커들(416, 418)은 막-코팅된 트림 유리(403)를 예를 들어 약 30×30 밀리미터의 타겟 평균 단편 사이즈, 및 예를 들어 약 50×50 밀리미터의 타겟 최대 단편 사이즈를 갖는 막-코팅된 컬렛(406)으로 분쇄한다. 그러나 분쇄된 막-코팅된 컬렛이 더 작을수록 막 및 먼지 수집 시스템(108)에 의해 흡입되어 운반되기 쉬우며, 이에 따라 리사이클 속도가 감소되기 쉬우므로 분쇄된 막-코팅된 컬렛의 사이즈는 너무 작지 않아야 한다. 막-코팅된 컬렛(406) 상에 코팅된 막은 또한 더욱 작은 조각들로 절단되고, 막 및 먼지 수집 시스템(108)에 의해 예비적으로 및 바람직하게는 흡입되도록 상기 컬렛으로부터 분리된다.

브릿지 브레이커 샤프트(306) 주위를 회전하는 하나 이상의 브릿지 브레이커들(408)은 막-코팅된 트림 유리(403)를 분쇄기 브레이커들(416, 418)로 압착함에 의해 분쇄하는 것을 용이하게 한다. 하나 이상의 브릿지 브레이커들(408)은 선택적임이 이해되어야 할 것이다.

막-코팅된 컬렛(406)은 피더(feeder)(412) 상으로 떨어지고 그 내부에 축적된다. 전동기(410)는 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이 피더(412)에 인접한 출구(414)로부터 스크리너(500) 상으로 막-코팅된 컬렛(406)이 떨어져 내리도록 피더(412)를 진동시킨다.

추가적으로, 막-코팅된 트림 유리(403)가 버려진 이후, 빈 카트(404)는 팁퍼 모터(216)에 의해 포크들(208, 210)을 하향으로 이동시킴을 통해 내려간다(descend). 빈 카트(404)는 이후 카트 중량(B)을 얻도록 카트 스케일 플랫폼(202)으로 이동된다. 따라서 막-코팅된 트림 유리(403)의 총 중량은 이후의 절차를 체크하기 위하여 총 중량(A)으로부터 카트 중량(B)을 감산함(subtract)에 의해 계산될 수 있다.

도 4b는 분쇄기 하우징(312) 내의 분쇄기 브레이커들(416, 418)을 나타낸다. 도 4b의 실시예에서 브레이커들(416, 418) 각각이 12개의 집게 날들(claws of blades)을 갖는 것이 도시되었으나, 예를 들어 브레이커들의 사이즈에 따라 임의의 개수의 집게들이 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 분쇄기 브레이커들(416, 418)은 분쇄기 브레이커 세트를 형성하도록 서로 반복적으로 오버랩된다. 다른 실시예에서, 오직 하나의 분쇄기 브레이커가 분쇄기 하우징(312) 내에 배치된다.

도 4c는 여기에서 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 브릿지 브레이커(408)를 나타낸다. 브릿지 브레이커(408)가 일 단부에서 지그재그 형상인 것으로 도시되었지만, 막-코팅된 트림 유리(403)를 브릿지 브레이커(408) 내로 압착하기 위하여 적합한 임의의 형상이 고려될 수 있으며, 하나 이상의 브릿지 브레이커들(408)이 적용될 수 있음이 즉각적으로 이해될 수 있다. 브릿지 브레이커(408)가 브릿지 브레이커 샤프트(306)에 대하여 회전시킬 수 있도록 브릿지 브레이커(408)의 다른 단부에는 브릿지 브레이커 샤프트(306)가 관통하는 홀(420)이 존재한다.

스크리너 시스템(104)은 복수의 스크리너들(500)을 포함할 수 있다. 도 5a는 일 실시예에서의 스크리너(500)의 외관을 나타낸다. 스크리너(500)는 하부 커버(502) 및 상부 커버(504)에 의해 커버되는 케이스(501)를 포함한다. 하부 커버(502) 및 상부 커버(504)는 복수의 락들(locks)(532)에 의해 케이스(501) 상에 고정된다. 케이스(501)는 복수의 진동 고립기들(vibration isolators)(514, 515, 516)에 의해 지지되는 메인 프레임(505)에 연결되는 복수의 스프링들(506)에 의해 지지된다. 하나 이상의 평형추들(counterweights)(518)이 스크리너(500)의 균형을 잡도록 사용될 수 있다.

이러한 실시예에서, 스크리너(500)의 케이스(501)는 올라가는 방식으로 기울어진다. 인렛(520)은 분쇄기(300)의 아울렛(414)으로부터 또는 케이스(401)의 하부 면에서의 다른 스크리너(500)의 아울렛(530)으로부터 막-코팅된 컬렛 및/또는 컬렛을 수취하고, 아울렛(530)은 버킷 엘리베이터(600)의 인렛(604) 내로 또는 케이스(401)의 상부 면에서의 다른 스크리너(500)의 인렛(520) 내로 막-코팅된 컬렛 및/또는 컬렛을 방출한다.

두 개의 검사 도어들(522, 528)은 예를 들어 스크리너(500) 내부에 너무 많은 먼지가 존재하는지 아닌지 결정하기 위하여 분쇄기(300) 내부를 모니터하는 데 사용된다. 검사 도어들(522, 528)은 투명할 수 있고 개방될 수 있다. 임의의 수의 검사 도어가 적용될 수 있다는 점이 즉각적으로 이해될 수 있다. 아래에서 상세히 설명될 것과 같이, 공기는 공기 흐름 인렛 개구부(526)로부터 케이스(401)로 들어오고, 막 수집 홀들(524, 525)로부터 케이스(401)를 떠난다.

케이스(501) 아래의 모터(508)는 두 개의 편심 캠들(510, 511)이 회전하도록 구동하고, 이들은 편심 캠들(510, 511)이 주위를 회전하는 샤프트(도시 생략)에 의해 연결된다. 편심 캠들(510, 511)은 스프링들(512, 513) 각각에 인접하며, 이들은 함께 케이스(501)의 바닥부에 부착된 블록(503)에 인접한다.

도 5b는 스크리너(500)의 케이스(501) 내부에 직렬로 설치된 세 개의 비평탄 판들(540, 542, 544)을 도시한다. 비평탄 판들(540, 542, 544)은 톱니 모양의 리지 형상 표면들을 가질 수 있고, 즉 비평탄 판들(540, 542, 544)의 프로파일들은 톱니 형상일 수 있다. 비평탄 판들(540, 542, 544)의 리지 형상 표면들은 또한 파도 형상(waving), 주름 형상(corrugated), 요철 형상(bumpy), 계단 형상(stepped), 그물 형상(meshed) 및 동류물 중 적어도 하나일 수 있다. 비평탄 판들(540, 542, 544)의 리지 형상 표면들이 동일하게 이격된 주름들을 갖는 것으로 도시되었지만, 동일하지 않도록 이격된 주름들 역시 적용될 수 있다. 선택적으로, 비평탄 판들(540, 542, 544)의 리지 형상 표면들은 불규칙적일 수 있다. 더욱이, 비평탄 판들(540, 542, 544)은 하나 이상의 비평탄 판들(540, 542, 544)이 세정되거나 독립적으로 교체되도록 하기 위하여 스크리너(500)에 탈착 가능하도록 연결될 수 있다. 세 개의 비평탄 판들(540, 542, 544)이 도시되었지만, 임의의 개수의 비평탄 판들이 적용될 수 있다. 비평탄 판들(540, 542, 544)은 예를 들어 금속, 합금(예를 들어, 카본 스틸), 또는 막-코팅된 컬렛이 아래에 설명되는 대로 비평탄 판들(540, 542, 544)과 부딪칠 때 막-코팅된 컬렛으로부터 막의 분리를 용이하게 하기에 충분히 단단한 임의의 물질로 형성될 수 있다.

도 5a를 다시 참조하면, 스크리너(500)가 활성화될 때, 상부 커버(502) 및 하부 커버(504)는 닫히고 잠긴다. 캡들을 구동하기 위한 기어 장치에 따라, 특정한 실시예들에서 모터(508)는 예를 들어 60 내지 120 rpm에서, 약 10 rpm에서와 같이 자기-회전할 수 있다. 모터(508)는 이후 주파수 컨버터(도시되지 않음)를 통해 예를 들어 0 내지 1800 rpm에서 회전하도록 두 개의 편심 캠들(510, 511)을 구동한다. 케이스(501)를 블록(503)을 통해 앞뒤로 왕복 이동시키기 위하여, 두 개의 편심 캠들(510, 511)은 이후 스프링들(512, 513)을 앞뒤로 반복적으로 이동시킨다. 스프링들(506)은 스프링들(512, 513)에 의해 괴어지는(trigged) 전체 케이스의 이동을 예를 들어 약 60 내지 80 mm까지 증폭할 수 있고, 따라서 그 내부의 비평탄 판들(540, 542, 544) 뿐만 아니라 케이스(501)의 진동을 생성한다. 작동 중간에 진동 고립기들(514, 515, 516)은 스크리너(500)와 지면 사이의 댐핑 메커니즘들(damping mechanisms)로 작용한다.

막-코팅된 컬렛 및/또는 컬렛은 스크리너(500)의 인렛(520)으로 들어가고, 비평탄 판(540)의 하단부 상에 떨어진다. 케이스(501)가 진동할 때, 비평탄 판들(540, 542, 544)의 리지 형상 표면들이 비평탄 판들(540, 542, 544) 상으로 막-코팅된 컬렛 및/또는 컬렛이 뛰도록 돕는다. 막-코팅된 컬렛이 비평탄 판들(540, 542, 544) 상에 떨어질 때, 낙하의 충격은 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리시키는 한편, 이들은 위에서 언급한 바와 같이 분쇄기(300) 내에서 예비적으로 분리되어 있다. 두 개의 공기 흡입 파이프들이 일 단부에서 하부 커버(502) 상의 막 수집 홀들(524, 525)에서 스크리너(500)에 연결되고, 다른 단부에서 케이스(501) 내의 음압(negative pressure) 인가를 위한 막 및 먼지 수집 시스템(108)에 연결된다. 따라서, 케이스(501) 내부에서 분리된 막은 흡입 공기에 의해 포집되고 막 및 먼지 수집 시스템(108)으로 전달된다. 임의의 적합한 개수의 막 수집 홀들 및 파이프들이 적용될 수 있다는 점이 이해될 수 있다. 흡입 공기의 공기 속도는 막 및 먼지 수집 시스템(108)에 의해 포획된 컬렛의 결과로서, 컬렛의 손실 속도를 감소시키기 위하여 미세-조정되고 밸런스될 수 있다.

케이스(501)가 그 진동을 유지하는 동안, 분리된 막, 분리된 컬렛 뿐만 아니라 막-코팅된 컬렛은 비평탄 판들(540, 542, 544)의 경사와 편심 캠의 회전 속도의 함수로서 약 10 cm/s의 조절 가능한 속도로 케이스(50)의 종방향을 따라 앞으로 뛰어 이동할(즉, 올라갈) 것이다. 컬렛 및 막의 다른 특정한 중량들에 의해, 컬렛 및 막의 특정 중량들이 각각 약 2.383 및 0.9인 경우와 같이 컬렛이 막보다 더 밀할(dense) 때, 분리된 막이 분리된 컬렛보다 막 수집 홀들(524, 525)을 통해 파이프들에 의해 더욱 흡입되는 경향이 있도록, 분리된 막은 분리된 컬렛 및 막-코팅된 컬렛보다 더 빨리 앞으로 이동할 수 있는 한편 일부 분리된 막은 공기 중에 부유할 것이다.

막-코팅된 컬렛이 아울렛(530)에 도달할 때 막-코팅된 컬렛으로부터 막이 완전히 분리되지 않을 수 있다는 점에 주목한다. 이러한 경우들에서, 막이 이전 스크리너에서 분리되지 않았다면 후속의 스크리너 내에서 막-코팅된 컬렛으로부터 분리될 수 있도록, 다수의 스크리너들(500)이 배열될 수 있고 즉 하나의 스크리너의 아울렛(530)이 다른 스크리너의 인렛(520) 상으로 위치할 수 있다.

도 5c는 스크리너(560)의 다른 실시예를 도시한다. 스크리너(560)는, 스크리너(560)의 비평탄 판이 내려가는 계단들(564)의 방식으로 배열되는 점, 즉 막-코팅된 컬렛이 스크리너(560)의 상부 면에서 수취되고 막-코팅된 컬렛 및/또는 컬렛이 스크리너(560)의 하부 면에서 방출되는 점을 제외하면, 편심 캠(566) 및 스프링들(568, 570, 572)을 포함하는 스크리너(500)와 유사한 구조 및 기능을 갖는다.

계단 설계의 목적은 막과 컬렛의 분리를 돕기 위하여 막-코팅된 컬렛이 계단들의 높이로부터 떨어지는 한편 이들이 스크리너(560)의 종방향을 따라 전진 이동하기 위한 것이다. 그 상부에 흡입 공기를 구비하는 실링된 커버(562)는 막을 막 및 먼지 수집 시스템(108)으로 포획하는 한편, 공기가 상기 계단들 상의 복수의 작은 홀들로부터 스크리너(560)로 들어간다. 위에서 언급한 바와 같이, 분리된 막이 분리된 컬렛보다 더 실링된 커버(562)에 의해 흡입되는 경향이 있도록 분리된 막은 분리된 컬렛 및 막-코팅된 컬렛보다 더 빠르게 전진 이동할 수 있는 한편 일부 분리된 막은 공기 내에서 부유할 것이다.

선택적으로, 복수의 장애물들(예를 들어, 체인들, 칸막이들(baffles) 등)이 막-코팅된 컬렛으로부터 막의 분리를 용이하게 하도록 계단들 상에 배열될 수 있다. 구체적으로, 장애물들은 막-코팅된 컬렛이 직면하는 충격을 강화시키고, 이에 따라 컬렛의 리사이클링 속도를 증가시킨다. 예를 들어, 스크리너(560)의 진동에 기인하여 체인들은 흔들리거나 떨릴(wobble) 수 있고, 그에 따라 막-코팅된 컬렛으로부터 막의 분리를 촉진시킬 수 있다. 복수의 장애물들이 하나 이상의 비평탄 판들 상에 탈착 가능하게 연결될 수 있고 이에 따라 세정이 용이할 수 있다.

도 6은 버킷 엘리베이터(bucket elevator)(602) 및 수취 스테이션(614)을 포함하는 수취 시스템(600)을 개략적으로 도시한다. 버킷 엘리베이터(602)의 인렛(604)은 다른 스크리너(500)의 아울렛(530)으로부터 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛을 수취한다. 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛이 수취된 이후에, 버킷 엘리베이터(602)는 버킷 엘리베이터(602)의 슈트(chute)(610) 및 수취 스테이션(614)의 인렛(612)을 통해 모터(608)에 의해 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛을 수취 스테이션(614)으로 전달한다. 검사 도어(inspection door)(606)가 분쇄기의 내부를 모니터하는 데 사용되며, 이는 투명하고 개방될 수 있다. 너무 많은 막 및/또는 먼지가 축적되었을 때 버킷 엘리베이터(602)의 내부를 세정하기 위하여 세정 도어(clean door)(624)가 버킷 엘리베이터(602)의 바닥부에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 버킷 엘리베이터(602) 내의 막 및/또는 먼지는 또한 막 및 먼지 수집 시스템(108)에 의해 흡입될 수 있다.

수취 스테이션(614)이 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛을 수집할 때, 대략 1200 kg의 용량을 갖는 수취 버킷(즉, 도시되지 않은 원재료 컬렛 호퍼)이 상향 개구부를 구비하여 플로어 스케일(floor scale)(622) 상에 위치한다. 수축 가능한 커버(retractable cover)(618)가 그 개구부를 실링하기 위하여 수취 버킷 상으로 내려가고, 수축 가능한 커버(618) 상의 슬라이드 게이트(620)가 열리며 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛이 수취 버킷 내부로 방출된다. 수집된 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛의 플로어 스케일(622)에 의해 감지된 타겟 중량(예를 들어, 중량 설정 점)에 도달되면, 슬라이드 게이트(620)가 닫히고 이후 수축 가능한 커버(618)가 개방된다(즉, 수축 가능한 커버(618)가 상승한다). 수집된 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛으로 가득찬 수취 버킷은 이후 빈 수취 버킷에 의해 교체된다. 이후, 수축 가능한 커버(618)가 수취 버킷에 가깝게 내려가고, 슬라이드 게이트(620)가 다시 개방된다. 슬라이드 게이트(620)가 닫힐 때, 버킷 엘리베이터(602)는 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛을 수취 스테이션(614)으로 계속 전달할 수 있다는 점에 주목한다. 이러한 경우에, 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛은 닫힌 슬라이드 게이트(620) 상에 축적되고 슬라이드 게이트(620)가 다시 개방됨에 따라 수취 버킷 내로 떨어진다.

수집된 컬렛 및/또는 막-코팅된 컬렛으로 가득찬 수취 버킷이 수취 스테이션(614)으로부터 제거된 이후에, 컬렛 중량이 측정될 수 있고, 리사이클링 속도가 계산될 수 있다. 예를 들어 수집된 물질 내에 약 3%의 막-코팅된 컬렛(막 제거 속도의 97%에 대응되는)과 같이, 수집된 물질 내에 적어도 일부 막-코팅된 컬렛이 여전히 존재할 수도 있으나, 수취 버킷 내의 리사이클링된 물질은 유리 시트들을 제조하는 단계와 같은 다른 제조 공정에 적용되는 것이 적합하다.

스크리너 시스템(104) 내에 더 많은 스크리너들이 사용될수록 막 제거 속도가 더 높다는 점이 즉각적으로 이해될 수 있을 것이나, 수취 시스템(106)에 의해 수집되기보다는 막 및 먼지 수집 시스템(108)에 의해 일부 분리된 컬렛이 흡입된다는 사실에 기인하여 리사이클링 속도는 동시에 감소될 것으로 기대된다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 막 및 먼지 수집 시스템(108)은 하나 이상의 막 및 먼지 수집기들(700)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 막 및 먼지 수집기들(700)은 작업자가 백들(bags)을 바꾸는 동안 시스템이 단절 없이 계속 가동되도록 대안적으로 가동되도록 설계된다. 막 및 먼지 수집기(700)는 먼지 수집 인렛(722)을 통해 스크리너 시스템(104)으로부터 생성된 막 먼지를 막 및 먼지 수집기(700)의 방출 게이트(708) 아래에 놓여진 백 내로 수집한다. 백은 예를 들어 약 1 세제곱 미터의 사이즈일 수 있고, 예를 들어 200 내지 300 kg를 로딩할 수 있다. 바람직하게는, 막 및 먼지(700)는 분쇄기 시스템(102) 및 수취 시스템(106)으로부터 생성된 막 먼지를 또한 수집할 수 있다.

모터(718)는 파이프(716)를 통해 흡입을 활성화한다. 필터들(720)(5×5로 도시된)은 먼지 수집 인렛(722)을 통해 흡입된 막 및/또는 먼지를 필터링한다. 압축 건조 공기 버퍼 탱크(712) 및 역 펄스 젯들(710)은 먼지 수집기 하우징(706) 내부로부터 필터들(720) 상으로 압축 건조 공기를 제공하도록 함께 동작할 수 있고, 이에 따라 필터들(720) 상에 부착된 막 및/또는 먼지를 세정한다. 필터들(720)은 또한 상부 커버(702)의 락(704)을 푸는 것에 의해 수동으로 세정될 수 있다. 시스템 내에 수집된 막은 펄스 젯 시스템에 의해 벌크 백 내로 자동으로 방출될 수 있다. 수집된 막은 리사이클링 회사에 판매 가능할 수 있다. 검사 도어(714)는 분쇄기의 내부를 모니터하는 데 사용될 수 있고, 이는 투명하고 개방될 수 있다.

실험예들

다양한 실시예들이 다음의 실험예들에 의해 더욱 명확해질 것이다.

실험예 1

이러한 예시에서, 도 5a 및 도 5b의 스크리너가 사용된다. 팁퍼(200)의 로딩은 500 kg이다. 분쇄기(300)는 1 미터 넓이이다. 분쇄기(300) 내의 분쇄기 브레이커들(416, 418) 각각은 12개의 절개 날들을 갖는다. 분쇄기 브레이커들(416, 418)의 회전 속도는 20 rpm이다. 막 제거 속도의 97%를 달성하기 위하여, 3개의 스크리너들이 스크리너 시스템(104) 내에서 연속으로(in series) 사용된다. 이러한 실험예의 전체 시스템 성능은 800 kg/hr이다.

스크리너(500)의 길이는 1.2 m이다. 스크리너(500)의 특징은, 막-코팅된 컬렛이 하나 이상의 비평탄 판들(540, 542, 544)의 하부 면에서 수취되도록 그 케이스(401)가 레벨로부터 25˚ 내지 35˚의 각도로, 바람직하게는 30˚의 각도로 올라가는 방식으로 기울어진다는 점이다. 두 개의 편심 캠들(510, 511)이 스프링들(512, 513)을 약 50 mm만큼 앞뒤로 반복적으로 이동시키고, 스프링들(506)에 의해 약 50 내지 70 mm, 바람직하게는 60 mm, 및 최대 80 mm까지 증폭된다.

스크리너(500)의 비평탄 판들(540, 542, 544)의 리지 형상 표면들은 10 내지 20 mm로 이격된, 동일하게 이격되는 주름들(550)을 갖는다. 각각의 주름의 높이(548)는 5 mm이고, 각각의 주름의 경사 에지(bevel edge)(546)의 경사는 지면으로부터 40 내지 45˚이다.

실험예 2

이러한 예시에서, 도 5c의 스크리너가 사용된다. 팁퍼(200)의 로딩은 800 kg이다. 분쇄기는 2 미터 넓이이고, 브레이커들의 개수는 실험예 1의 2배이다. 분쇄기(300) 내의 분쇄기 브레이커들 각각은 6개의 절개 날들을 갖는다. 분쇄기 브레이커들의 회전 속도는 50 rpm이다. 이러한 실험예에서 더 많고 빠르게 회전하는 분쇄기 브레이커에 의해 브릿지 브레이커가 요구되지 않는다. 이러한 실험예에서, 막 제거 속도의 97%를 달성하기 위하여 오직 하나의 스크리너가 필요하다. 이러한 실험예의 전체 시스템 성능은 800 kg/hr이다.

스크리너(560)의 길이는 3.11 m이다. 스크리너(560)의 특징은, 막-코팅된 컬렛이 계단들의 상부 면에서 수취되도록 계단들(564)이 레벨로부터 0˚ 내지 3˚의 각도로, 바람직하게는 1˚의 각도로 내려가는 방식으로 기울어진다는 점이다. 각각의 계단(564)의 높이는 75 mm이고, 각각의 계단(564)의 길이는 550 내지 650 mm, 바람직하게는 600 mm이다. 이러한 설계는 스크리너(560)가 실험예 1의 스크리너(500)보다 더욱 정지형(stationary)이도록 만든다. 계단들(564)의 상향 표면들은 평평하도록 배열되는 한편, 다른 실시예에서 이러한 계단들은 리지 형상일 수도 있다. 또한 스크리너(560)의 하나 이상의 비평탄 판들이 리지 형상 표면들을 가지며 내려가는 경사로서 설계될 수 있다는 점이 인식될 수 있다. 편심 캠(566)이 스프링(568)을 약 10 mm만큼 앞뒤로 반복적으로 이동시키고, 스프링들(570, 571, 572, 573)에 의해 약 20 mm까지 증폭된다.

위의 실험예들에서 스크리너들이 직선 방식인 것으로 도시되었지만, 스크리너들은 더 좁은 환경에 적합하도록 커브질 수도 있다. 스크리너 내의 비평탄 판들의 리지 형상 표면들은 파도 형상(waving), 주름 형상(corrugated), 요철 형상(bumpy), 계단 형상(stepped), 및 그물 형상(meshed) 또는 동류물 중 하나 이상일 수 있다.

본 개시에서 사용되는 방법 및 장치는 다른 특정한 중량들을 갖는 물질들을 분리하기 위하여 적용 가능하며, 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하는 데 제한되지 않음이 이해될 수 있다. 예를 들어, 금속, 합금, 플라스틱, 또는 유리 상에 코팅된 금속, 합금, 또는 플라스틱 막이 본 발명에서 사용된 방법 및 장치에 의해 분리될 수 있다.

용어 "약"은 임의의 양적 비교, 값, 측정, 또는 다른 표현에 기인될 수 있는 본질적인 불확실정의 정도를 나타내기 위하여 여기에서 사용될 수 있다는 점에 주목한다. 이러한 용어는 또한, 그 정도에 의해 양적인 표현이 문제되는 기술적 사상의 기본적인 기능의 변화를 유발하지 않으며 논의된 인용들로부터 달라질 수 있는, 정도를 표현하기 위하여 사용될 수 있다.

여기에 설명된 원리들의 범위와 정신으로부터 벗어남이 없이 여기에서 설명된 실시예들에 대한 다양한 변형과 변용들이 이루어질 수 있다. 따라서 이러한 변형 및 변용들이 첨부한 청구범위 및 그 등가물들의 범위 내에 속하는 한, 본 명세서는 여기에서 설명되는 다양한 실시예들의 변형들 및 변용들을 커버하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

1. 막-코팅된 유리를 막-코팅된 컬렛으로 분쇄하기 위한 하나 이상의 분쇄기 브레이커들(crusher breakers)을 포함하는 분쇄기(crusher);
   하나 이상의 비평탄 판들(uneven plates) 상에 상기 막-코팅된 컬렛(cullet)을 수취하고(receive), 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하기 위하여 기울어지는(tilted) 방식으로 위치한 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 왕복 이동시키도록(reciprocally move) 구성되는 스크리너(screener)를 포함하고,
   상기 스크리너는 인렛과 아울렛을 포함하며,
   상기 하나 이상의 비평탄 판들은 수평으로부터 25˚ 내지 35˚의 각도로 올라가는(ascending) 방식으로 기울어지고, 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 하부 측(lower side)에서 상기 인렛을 통해 상기 막-코팅된 컬렛을 수취하고 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 상부 측(upper side)에서 상기 아울렛을 통해 상기 막-코팅된 컬렛을 배출하도록 구성되며,
   상기 하나 이상의 비평탄 판들은 리지 형상(ridged) 표면을 가지고, 상기 리지 형상 표면은 10 mm 내지 20 mm로 이격되는 주름들(creases)을 갖는 것을 특징으로 하는 리사이클링 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스크리너는, 상기 하나 이상의 비평탄 판들이 왕복 이동할 때 상기 리지 형성 표면은 상기 막-코팅된 컬렛이 상기 비평탄 판들의 상기 상부 측을 향해 뛰어 이동하는 것을 돕도록 구성되고,
   상기 스크리너는, 상기 막-코팅된 컬렛이 상기 리지 형성 표면 상에 떨어질 때의 낙하의 충격이 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 상기 막을 분리시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리사이클링 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 분쇄기는 상기 막-코팅된 유리를 상기 하나 이상의 분쇄기 브레이커들 내로 압착하기(press) 위한 브릿지 브레이커(bridge breaker)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리사이클링 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 하나 이상의 비평탄 판들은 편심 캠(eccentric cam)에 의해 왕복 이동되는 것을 특징으로 하는 리사이클링 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 시스템은 상기 하나 이상의 비평탄 판들 상의 상기 막-코팅된 컬렛이 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 경사와 상기 편심 캠의 회전 속도의 함수로서 조절 가능한 속도로 이동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리사이클링 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 비평탄 판들은 상기 스크리너에 의해 탈착 가능하도록(detachably) 연결되는 것을 특징으로 하는 리사이클링 시스템.
7. 막-코팅된 유리를 막-코팅된 컬렛으로 분쇄하는 단계;
   하나 이상의 비평탄 판들에 상기 막-코팅된 컬렛을 도입하는 단계로서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들은 리지 형상(ridged) 표면을 가지고, 상기 리지 형상 표면은 10 mm 내지 20 mm로 이격되는 주름들(creases)을 갖는, 상기 막-코팅된 컬렛을 도입하는 단계; 및
   기울어지는 방식으로 위치한 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 왕복 이동시켜 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하는 단계로서, 상기 하나 이상의 비평탄 판들은 수평으로부터 25˚ 내지 35˚의 각도로 올라가는(ascending) 방식으로 기울어지는, 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하는 단계를 포함하는 리사이클링 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 하나 이상의 비평탄 판들이 왕복 이동할 때, 상기 리지 형성 표면은 상기 막-코팅된 컬렛이 상기 비평탄 판들의 상부 측을 향해 뛰어 이동하는 것을 돕고,
   상기 막-코팅된 컬렛이 상기 리지 형성 표면 상에 떨어질 때의 낙하의 충격이 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 상기 막을 분리시키는 것을 특징으로 하는 리사이클링 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 막-코팅된 컬렛이 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 경사와 편심 캠의 회전 속도의 함수로서 조절 가능한 속도로 이동하도록 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 상기 편심 캠에 의해 왕복 이동시키는 단계를 더 포함하는 리사이클링 방법.
10. 막-코팅된 유리를 막-코팅된 컬렛으로 분쇄하기 위한 분쇄기; 및
    상기 막-코팅된 컬렛을 상기 분쇄기로부터 수취하고, 기울어지는 방식으로 위치한 하나 이상의 비평탄 판들을 왕복 이동하여 상기 막-코팅된 컬렛으로부터 막을 분리하기 위한 상기 하나 이상의 비평탄 판들을 포함하고,
    상기 하나 이상의 비평탄 판들은 리지 형상(ridged) 표면을 가지고, 상기 리지 형상 표면은 10 mm 내지 20 mm로 이격되는 주름들(creases)을 갖고,
    상기 하나 이상의 비평탄 판들은 수평으로부터 25˚ 내지 35˚의 각도로 올라가는(ascending) 방식으로 기울어지고, 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 하부 측(lower side)에서 상기 막-코팅된 컬렛을 수취하도록 구성되며,
    상기 하나 이상의 비평탄 판들이 왕복 이동할 때, 상기 리지 형성 표면은 상기 막-코팅된 컬렛이 상기 하나 이상의 비평탄 판들의 상부 측을 향해 뛰어 이동하는 것을 돕도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리사이클링 장비.
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