KR102557604B1 - 재활용 플라스틱으로 만들어진 열-접합 다공성 구조 및 이를 만드는 방법 - Google Patents

Abstract

재활용 플라스틱으로부터 최종 형성품 구조를 성형하는 방법은, ⅰ) 용융 응집 플라스틱을 면상체 형태(15)로 제공하는 단계; ⅱ) 용융 응집 플라스틱을 형상기(22, 108, 110, 120)에 전달하는 단계; ⅲ) 형상기의 움직임 및/또는 위치를 제어하는 것에 의해서 형상기 내에서 응집 플라스틱의 최종 형성품을 성형하는 단계; 및 ⅳ) 구조를 성형하기 위해서 최종 형성품의 적어도 외측 둘레을 냉각시키는 단계;를 포함하고, 최종 형성품은 사이에 빈 공간(void)을 구비하여 함께 용접된 응집 플라스틱을 포함한다.

Description

재활용 플라스틱으로 만들어진 열-접합 다공성 구조 및 이를 만드는 방법

본 발명은 재활용 플라스틱으로 만들어진 열-접합 다공성 구조를 만드는 방법 및 그러한 구조에 관한 것이다.

WO2004/082912는 재활용 플라스틱으로부터 배수 요소(drainage element)를 만드는 방법을 개시한다. 방법에서, 절단된 폐 열가소성 플라스틱(chopped waste thermoplastic plastics)이, 플라스틱을 면상체로 응집하고 가열하는, 응집기에 공급된다. 가열된 면상체(noodle)는 그런 다음 응집기로부터 컨베이어를 통해서 다짐기(compactor)/형상기 퍼넬(shaper funnel)의 슈트(chute) 안으로 이송된다. 응집 플라스틱은 다짐기/형상기 퍼넬 내에서 충분히 연결되고 함께 프레스될(pressed) 때 그것들의 접촉면에서 함께 혼합되어(meld), 그 사이에 공간을 구비하는 혼합된 면상체의 일체화된 연속 다짐 리본(integral continuous compacted ribbon)이 형성된다. 리본은 다짐기/형상기 퍼넬의 배출구를 통해서 나가고, 이때 90도 회전되어 벨트 위에 놓여진다. 벨트 속도는 다짐이 발생하는 속도에 영향을 미친다. 그런 다음 리본은 냉각되고 배트(bat)로 절단된다(chopped). 리본 그리고 배트의 폭 및 두께는 다짐기/형상기 퍼넬의 형상 및 크기에 의해서 제한되고, 다짐기/형상기 퍼넬을 나갈 때 90도 회전된다. 배트는 약 250㎜의 폭 및 50㎜의 두께로 되는 것으로 개시되고, 이 크기는 이하에서 설명되는 바와 같이 일정하다.

배트는 배수 또는 감쇠(attenuation)를 위해서 일반적으로 사용되므로, 예를 들어 500㎜의 폭 및 500㎜의 두께로 되는, 배트의 매우 큰 단면적을 요구하는 것이 일반적이다. 배트를 성형하기 위해서 WO2004/082912에 개시된 방법을 사용하여, 많은 배트가 성형되어야 하고 그런 다음, 크기 및/또는 형상 요구조건을 만족시키기 위해서 함께 적층되어야 한다. 따라서, WO2004/082912에 개시된 배트로부터 배수 영역을 성형하는 방법은 시간이 소요되고, 만약 함께 적절하게 적층되지 않거나 고정되지 않으면 안정성 문제를 야기시킬 수 있다.

배수구멍(soak away) 또는 수처리 적용과 같은 다른 적용들에서, 약 테니스공 크기인 피스(piece) 같은 매우 작은 피스들 또는 다른 크기의 배수 물질이 요구된다. WO2004/082912로부터 그러한 피스를 만들기 위해서, 배트는 바람직한(desired) 크기로 성형된 다음 절단될 필요가 있고, 바람직한 최종 제품을 산출하기 위해서 많은 추가적인 단계를 요구한다. 간단하게 다짐기/형상기 퍼넬을 더 작게 만드는 것은 작은 다짐기/형상기 퍼넬 내 가열된 가단성 있는 면상체의 불충분한 중량을 야기하여 면상체의 혼합 및 다짐기/형상기 퍼넬을 통해서 컨베이어 위로 면상체을 푸쉬하는 것을 허용할 수 있다. 만약 더 큰 배트가 요구된다면, 요구되는 많은 열이 중앙 면상체을 솔리드 비-다공성 블록으로 합체되게(coalesce) 하고 면상체 사이의 개방 공간을 유지하는 능력을 잃게 할 수 있다.

추가적으로, 일부 배수 구조(drainage structure)는 함께 연결을 위한 상호 연결부(interconnection) 및/또는 큰 개방 공간을 요구한다. WO2004/082912에 개시된 방법은 그러한 구조를 제조할 수 없다.

본 발명의 제1 측면에 따라서, 재활용 플라스틱으로부터 최종 형성품 구조를 성형하는 방법은 ⅰ) 용융 응집 플라스틱을 면상체 형태로 제공하는 단계; ⅱ) 상기 용융 응집 플라스틱을 형상기에 전달하는 단계; ⅲ) 상기 형상기의 움직임 및/또는 위치를 제어하는 것에 의해서 상기 형상기 내에서 응집 플라스틱의 최종 형성품을 성형하는 단계; 및 ⅳ) 상기 구조를 성형하기 위해서 상기 최종 형성품의 적어도 외측 둘레을 냉각시키는 단계;를 포함하고, 상기 최종 형성품은 사이에 빈 공간(void)을 구비하여 함께 용접된 응집 플라스틱을 포함한다.

그러한 방법은 함께 최종 형성품을 유지하기 위해서, 바인더 같은 추가적인 삽입물에 대한 요구 없이 재활용 플라스틱으로부터 다양한 상이한 최종 형성품의 성형을 허용한다. 용융 응집 플라스틱은 형상기 내에서 함께 충분히 연결되고 및/또는 프레스될 때 그것들의 접촉면에서 함께 혼합한다. 형상기의 움직임 및/또는 위치를 제어하는 것에 의해서, 더 작거나 더 큰 최종 형성품, 예를 들어 굴곡된 측면(curved side)을 구비하는 복잡한 형상 및 복잡한 압출을 구비하는 최종 형성품을 포함하는 폭넓은 최종 형성품 구조가 성형될 수 있다. 방법은 이러한 복잡한 구조의 성형을 허용하면서 플라스틱이 다공성 구조를 유지하기 위해서 빈 공간을 유지하면서 함께 용접되는 것을 담보할 수 있다. 본 문맥에서, 용융 응집 플라스틱은 응집 플라스틱의 전부 또는 일부가 적어도 부분적으로 용융 상태에 있는 조성물을 언급하도록 의도된다. 이러한 열은 일반적으로 완전히 용융되거나 액화되는 지점에 대한 가열 없이, 용융점에 마찰 리빙(friction ribbing)에 의해서 도입된다.

일 실시예에 따라서, 방법은 전체 최종 형성품을 냉각시키는 단계를 더 포함한다. 이는 최종 형성품이 그것의 형상 및 내부와 외부로 다공성 구조를 유지하도록 굳어지는(set) 것을 담보한다. 선택적으로, 이는 냉각 액체 또는 기체로 수행될 수 있다.

일 실시예에 따라서, 방법은 용융 응집 플라스틱을 제조하기 위해서 응집기 내에서 재활용 플라스틱을 응집시키는 단계를 더 포함한다. 응집 플라스틱은 모두 용융되거나, 오직 플라스틱의 일부만이 조성물에 따라서 용융될 수 있다.

일 실시예에서, ⅱ) 단계는 경사진, 회전하는, 원통형 튜브의 형태로 된 형상기에 전달하는 단계를 포함한다. 튜브는 대체로 둥근 또는 구성으로 최종 형성품을 성형하기 위해 사용될 수 있고, 더 작은 최종 형성품을 성형하는 데 효과가 있다.

일 실시예에 따라서, ⅲ) 단계는 원통형 튜브 내에서 회전 속도, 원통형 튜브의 경사 크기 및/또는 용융 응집 플라스틱이 원통형 튜브에 들어가는 속도(rate)를 제어하는 것에 의해서 형상기 내에서 응집 플라스틱의 바람직한 최종 형성품을 성형하는 단계를 포함한다. 회전 속도는 용융 응집 플라스틱의 용접 양 및 제조된 최종 형성품 내 빈 공간의 비율에 대한 결과적인 면상체에 영향을 미칠 수 있다.

일 실시예에 따라서, 전체 최종 형성품은 최종 형성품을 냉각 용기로 전달하는 것에 의해서 냉각된다. 이는 제조된 최종 형성품을 냉각하고 굳게 하는(setting) 빠른 방법을 제공할 수 있다.

일 실시예에 따라서, ⅱ) 단계는 용융 응집 플라스틱을 면상체의 클러스터로 형상기에 전달하는 단계를 포함한다. 이는 바람직한 최종 형성품에 따라서 그것들을 전달하는 것에 의해서 바람직한 최종 형성품을 위한 용융 응집 면상체을 마련할 수 있다. 선택적으로, ⅱ) 단계는 각각의 버킷 내에 클러스터를 형성하도록 용융 응집 면상체을 복수 개의 버킷에 전달하는 것에 의해서, 형상기에 전달되는 면상체의 클러스터를 형성하는 단계를 더 포함한다. 복수 개의 버킷은 형상기 내에서 바람직한 최종 형성품으로 용접될 수 있는 루즈 클러스터를 형성할 수 있다. 복수 개의 버킷은 또한 용융 응집 면상체의 대체로 균일한 양이 형상기에 전달되어 최종 형성품이 균일한 크기 및 형상으로 되는 것을 담보할 수 있다.

일 실시예에 따라서, ⅱ) 단계는 용융 응집 플라스틱을 몰드에 전달하는 단계를 포함한다. 그러한 몰드는 바람직한 최종 형성품을 형상화하는 데 도움이 될 수 있고, 용융 응집 면상체로부터 다양한 복잡한 형상을 성형하는 데 사용될 수 있다.

일 실시예에 따라서, ⅲ) 단계는 용융 응집 플라스틱이 몰드에 전달될 때 몰드를 이동시키는 것에 의해서 응집 플라스틱의 바람직한 최종 형성품을 성형하는 단계를 포함한다. 이는 용융 응집 플라스틱이 몰드의 모든 부분에 전달되고, 빈 공간이 적거나 없게 하는 너무 많은 용접을 야기하는, 한 위치에 너무 많은 중량 또는 열의 파일 업(pile up)이 되지 않는 속도로 전달되는 것을 담보할 수 있다.

일 실시예에 따라서, 방법은 최종 형성품 내에 연결부, 캐비티, 중공, 리세스 및/또는 돌출부를 형성하는 단계를 더 포함한다. 이는 바람직한 캐비티, 중공, 리세스, 돌출부 등을 포함하여, 원하는 최종 형성품을 위하여 형상화되는 몰드를 사용하는 것에 의해서 비교적 간단한 방식으로 형성될 수 있다.

일 실시예에 따라서, ⅱ) 단계는 용융 응집 플라스틱을 하나 이상의 수직으로 배향된 둘레 형상의 컨베이어를 구비하는 슈트에 이송하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따라서, ⅲ) 단계는 용융 응집 플라스틱을 원하는 최종 형성품에 대응하는 형상으로 된 슈트를 통해서, 그런 다음 하나 이상의 수직으로 배향된 둘레 형상의 컨베이어를 통해서 흐르게 하는 것에 의해서 함께 용접된 응집 플라스틱의 원하는 최종 형성품 압출을 성형하는 단계를 포함한다. 슈트 및 수직으로 배향된 둘레 형상으로 된 컨베이어는 상대적으로 큰 및/또는 복잡한 압출 형상 최종 형성품의 성형을 허용한다.

일 실시예에 따라서, ⅳ) 단계는 형상기 내에 위치된 워터젯으로 최종 형성품의 외측면을 냉각시키는 단계를 포함한다. 워터젯은 예를 들어 수직으로 배향된 컨베이어 사이에 위치되어, 최종 형성품이 유지될 수 있고 최종 형성품의 움직임 속도가 제어될 수 있다. 외측면의 냉각은 최종 형성품의 외측 둘레을 굳게 하고(set), 원하는 최종 형성품 둘레이 유지되는 것을 담보한다.

일 실시예에 따라서, 방법은 최종 형성품을 원하는 길이로 절단하는 단계를 더 포함한다. 이는 압출 형상의 원하는 크기의 형성을 허용한다.

일 실시예에 따라서, ⅰ) 단계는 목탄, 비응집 열가소성 플라스틱, 고무, 질석 및 섬유 중 하나 이상을 구비하여 혼합된 용융 응집 플라스틱을 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 첨가제는 면상체에 의해서 최종 최종 형성품 내에 부유될 수 있고, 최종 형성품 구조에 추가적인 바람직한 품질을 제공할 수 있다.

일 실시예에 따라서, ⅲ) 단계는 최종 형성품 내 빈 공간의 크기에 영향을 미치도록 상기 형상기의 속도를 조절하는 것에 의해서 상기 형상기 내 응집 플라스틱의 최종 형성품을 성형하기 위해서 상기 형상기의 움직임 및/또는 위치를 제어하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 용융 응집 면상체는 더 적은 빈 공간을 구비하여 더 밀한 최종 형성품 구조를 제조하기 위해서 더 빠른 속도로 형상기에 전달되거나, 더 많은 빈 공간을 구비하여 덜 밀한 최종 형성품 구조를 제조하기 위해서 더 느린 속도로 형상기에 전달될 수 있다.

일 실시예에 따라서, 방법은 응집 플라스틱의 최종 형성품의 밀도를 감소시키기 위해서 발포제를 첨가하는 단계를 더 포함한다. 이는 더 부피가 크고 덜 밀한 면상체을 산출하여, 또한 덜 밀한 최종 형성품 구조를 제조할 수 있다.

일 실시예에 따라서, 응집된 재활용 열가소성 플라스틱 물질의 면상체 형태로 된 재활용 열가소성 플라스틱 물질을 포함하는 열-접합 다공성 구조는 전술된 청구항들의 방법에 따라서 성형된다.

본 발명의 추가적인 측면에 따라서, 열-접합 다공성 구조는 그 사이에 빈 공간을 구비하도록 함께 용접되고, 적어도 하나의 굴곡된 측면을 구비하는 복수 개의 응집 플라스틱 면상체을 포함하는 일체로 형성된 최종 형성품을 포함한다. 응집 플라스틱 면상체는 용융 상태에서 함께 연결되거나 프레스되는 것에 의해서 함께 용접된다. 일체로 형성된 구조는 다양한 복잡한 형상 및 크기로 형성될 수 있고, 따라서 최종 형성품을 함께 연결하고 유지하기 위해서 바인더 또는 추가적인 첨가제에 대한 요구 없이, 응집 플라스틱으로부터 다양한 상이한 안정적인 다공성 구조를 성형할 수 있다.

일 실시예에 따라서, 최종 형성품은 실질적으로 구형으로 된다. 이는 선택적으로 예를 들어 약 테니스공 크기로 되는 상대적으로 작은 형상으로 성형될 수 있다. 이는 빈 공간을 채우기 위한 루즈 경량 충전 매개체 및 배수구멍 충전 매개체 같은 수처리 매개체로 유용할 수 있다.

일 실시예에 따라서, 배수 구조는 적어도 하나의 굴곡된 측면을 갖는 단면을 구비하는 압출 구조이다.

일 실시예에 따라서, 최종 형성품의 밀도는 일부 최종 형성품을 통하여 250㎏s/㎥ 내지 750㎏s/㎥ 사이로 되고, 예를 들어 실질적으로 구형인 최종 형성품은 훨씬 작은 부피 밀도(bulk density)를 구비할 수 있다. 예를 들어 채널이 최종 형성품을 관통하여는 개구가 생성되는 최종 형성품에서, 밀도 값이 변화될 수 있다. 개시된 방법은 형상기의 움직임 및/또는 위치를 제어하는 것에 의해서 원하는 대로 최종 형성품의 밀도의 제어를 허용한다. 이는 보다 다양한 최종 형성품이 원하는 특성에 따라서 제조되게 한다.

일 실시예에 따라서, 빈 공간은 최종 형성품의 약 35% 내지 75%를 차지한다.

일 실시예에 따라서, 응집 플라스틱 면상체는 직경이 5㎜ 내지 10㎜ 사이인 크기를 구비하고, 길이가 약 5㎜ - 100㎜ 이상 사이에서 변화할 수 있다. 추가적으로, 직경 및/또는 길이는 원하는 최종 형성품 구조 및 그것을 위한 요구조건에 따라서 변화할 수 있다.

일 실시예에 따라서, 최종 형성품은 적어도 50㎜인 최소 치수를 구비한다.

본 발명의 추가적인 측면에 따라서, 열-접합 배수 요소는 용융 상태에서 함께 용접되는 복수 개의 응집 플라스틱 면상체의 일체로 형성된 최종 형성품을 포함하고, 최종 형성품은 사이에 빈 공간을 구비하고, 최종 형성품을 관통하여 형성된 채널을 구비하고, 채널은 바람직하게 50㎜보다 큰 최소 직경을 구비한다.

본 발명의 추가적인 측면에 따라서, 배수 구조는 채널이 연속되도록, 함께 정렬되는 복수 개의 배수 요소를 포함한다.

본 명세서 내에 포함됨.

도 1a은 재활용 플라스틱으로부터 최종 형성품 구조를 성형하기 위한 장치의 개략적인 구성을 도시한다.
도 1b는 도 1a의 장치와 함께 사용에 적합한 응집기의 측단면도이다.
도 2a는 다공성 구조를 구비하는 열 접합 플라스틱을 제조하는 장치의 제1 실시예를 도시한다.
도 2b는 도 2a의 장치에 의해서 제조된 최종 형성품 루즈 클러스터를 도시한다.
도 3a는 다공성 구조를 구비하는 열 접합 플라스틱을 제조하는 장치의 제2 실시예를 도시한다.
도 3b는 도 3a의 장치에서 사용되는 몰드를 도시한다.
도 3c는 도 3a의 장치로부터 제조된 최종 형성품을 도시한다.
도 4a는 다공성 구조를 구비하는 열 접합 플라스틱을 제조하는 장치의 제3 실시예를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 장치에서 사용되는 형상기의 일부를 도시한다.
도 4c는 도 4a의 장치로부터 제조된 최종 형성품을 도시한다.

도 1a는 재활용 플라스틱으로부터 최종 형성품 구조(end-form structure)를 제조하기 위한 장치(10)를 개략적으로 도시한다. 장치(10)는 응집기(agglomerator; 12), 중간 컨베이어(intermediate conveyor; 14), 전달 컨베이어(delivery conveyor; 18) 및 형상기(shaper; 22)를 포함한다.

응집기(12)는, 응집기(12) 내에서 형성된 용융 응집 면상체(molten agglomerated noodles; 15)이 중간 컨베이어(14) 상으로 낙하하도록 위치된다. 그런 다음 컨베이어(14)는 용융 응집 면상체(15)을 형상기(22) 및 장치(10)의 나머지에 따라서 다양한 구성을 취할 수 있는 전달 컨베이어(18)에 전달한다. 용융 응집 면상체(15)은 그런 다음 형상기(22)에 전달되어 응집 플라스틱으로 된 바람직한 최종 형성품으로 성형될 수 있다. 성형은 바람직한 최종 형성품을 제조할 수 있는 형상기(22)를 구비하는 것에 의해서, 그리고 둘레 안으로 복수 개의 개방 공간을 구비하는 면상체(15)의 열-접합 용접으로 된 바람직한 구조를 유지하면서, 형상기(22)의 위치 및/또는 움직임를 제어하는 것에 의해서 수행되어 최종 형성품의 바람직한 둘레을 제조할 수 있다. 최종적인 최종 형성품은 뒤이은 처리에 대하여 온전히 유지되기에 충분한 강도를 구비하고, 면상체(15) 사이에 복수 개의 공간을 구비하는 하나의 피스로 된 일체형 구조이다. 최종 형성품 내 개방된 공간의 매트릭스(open matrix of spaces)는 물 및/또는 다른 액체 또는 기체가 상대적 자유(relative freedom)로 유동하게 할 수 있게 하여, 지하 관개(underground irrigation) 및 배수 목적을 위한 배수 요소에 이상적인 최종 형성품을 만들 수 있다. 최종 형성품 구조를 만드는 구체적인 방법은 도 2a-4c에 도시된, 장치(10)(그리고 특히 형상기(22))의 구체적인 실시예와 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1b는 장치(10)와 함께 사용하기에 적합한, 듀얼 플레이트형 응집기(dual plate type agglomerator; 12)의 측면 단면도이다.

응집기(12)는 목탄(charcoal), 비응집 열가소성 플라스틱(unagglomerated thermoplastics), 고무, 질석(vermiculite), 섬유 및/또는 발포제(blowing agent) 같은 다른 물질과 혼합될 수 있고 및/또는 상기 다른 물질을 포함할 수 있는 재활용 플라스틱 물질의 용융 면상체을 형성하도록 작동한다. 응집기(12)는 응집될 물질을 수용하는 호퍼(30)를 포함할 수 있다. 이는 연속적인 또는 단속적인 기준에 따라서 물질을 추가하는 공급 컨베이어 또는 다른 수단을 통해서 될 수 있다. 호퍼(30)의 베이스는 응집기(12)의 배럴(34)을 따라서 물질을 이송하는 압출기 아르키메데스 스크류(extruder Archimedes screw)를 포함할 수 있다. 스크류(32)의 플라이트(flight; 36)는 점점 타이트하게(tight) 되어, 배럴(34)을 따라서 전진함에 따라서 폐기물(waste material)이 압축될 수 있다. 배럴(34)은 고정된 원형, 디쉬형, 응집 플레이트(fixed circular, dished, agglomeration plate; 40)를 고정시키는 응집기 챔버 하우징(agglomerator chamber housing; 38)에 연결된다. 플레이트(40)는 하우징(38)에 고정되고, 압축된 폐기물이 통과하는 중앙 원형 입구(42)를 구비한다.

응집기(12)의 메인 하우징(44)은 하우징(44)의 내부 나사산(internal threads; 48) 내에 스레드되는(threaded) 축방향으로 조절 가능한 샤프트 캐리지(46)를 고정시킨다. 모터(50)는 (도시되지 않거나 추가적으로 설명되지 않은 드라이브 링키지(drive linkage)를 통해서) 웜 드라이브(52)를 회전시키도록 작동한다. 웜 드라이브(52)는 샤프트 캐리지(46) 상에 형성된 링 기어(56)와 맞물린다. 따라서, 웜 드라이브(52)의 회전은 그것의 길이방향 축을 기준으로 캐리지(46)를 회전시키고, 하우징(44)의 안팎으로 그것을 스크류잉(screwing)하여, 그 안에서 그것의 축방향 위치를 조절한다. 샤프트 캐리지(46)는 베어링(62, 64)을 통해서 드라이브 샤프트(60)를 회전 가능하게 고정시키고, 응집 챔버(38) 안으로 연장하고, 둥근, 돔형의 응집 플레이트(70)에서 종결된다. 플레이트(70)는 수냉 챔버(water-cooling chamber; 72)를 정의하도록 두 개의 부재(70a, 70b)로 형성된다. 물이 중앙 보어(central bore; 74)를 통해서 샤프트(60)의 타단으로부터 공급되고, 평행하는 보어(76)를 통해서 진공 처리된다(evacuated). 샤프트(60)의 말단부에서, 회전 커플링(78)은 냉각 물 공급부(cooling water supply; 80)의 장착을 허용한다. 또한, 샤프트(60)의 말단부 상에 모터(미도시)에 의해 샤프트(60)를 구동시키기 위한 드라이브 풀리(drive pulley; 82)가 장착된다.

플레이트(40, 70)은 서로에 대해서 네스트된다(nested). 플레이트(70)의 면에서, 많은 방사 홈(radiating groove)이 플레이트(70)의 반경에 대하여 다소 경사지게 배치된다. 또한 면(86) 상에서 많은 방사상으로 경사진 리지(radially inclined ridge; 90)가 배치된다. 반경에 대한 경사 덕분에, 그것들은 플레이트(40, 70) 사이에 포착된 물질을 방사상 외측으로 이송하는 경향이 있다.

플레이트(40)의 면은 플레이트(70)의 면(86)과 실질적으로 대응되고, 그것의 면 상에 유사한 리지(92)를 구비한다. 샤프트 캐리지(46)의 축방향 위치에 따라서, 리지(90, 92)는 샤프트(60)가 회전될 때 그것들 사이의 물질 상에 마찰 러빙 및 전단 가공 작용(friction rubbing and shearing action)을 구비한다. 샤프트(60)가 회전함에 따라서, 리지(90, 92)에 의해서 유발된 연속적인 마찰 러빙이 플라스틱 물질에서 열을 발생시킨다. 결국, 열가소성 플라스틱은 실질적으로 적어도 어느 범위까지 연화되기(softening) 시작한다. 이러한 연화는 일반적으로 완전히 용융되거나 액화되지 않는 그것의 용융점 주위까지 된다.

플레이트(40)의 면은 플레이트(70)의 면이 돔형으로 된 것보다 더 디쉬형으로(dished) 된다. 이는 플라스틱 물질이 방사상 외측으로 압출됨에 따라서 점진적으로 더 타이트한(tighr) 공간으로 스퀴즈된다는(squeezed) 것을 의미한다. 이러한 경우에, 작업된 물질을 위한 배출구는 오직 플레이트(40, 70) 사이의 공간을 관통한다. 열가소성 플라스틱 물질이 이 지점에 이를 때까지, 그것들의 적어도 일부는 상당히 연화되고, 적어도 부분적으로 용융된다. 그래서 그것들은 응집 챔버(38)의 개방된 바닥(open bottom; 98)을 통해서 끊어지고(break) 낙하하는 스파게티-같은 면상체로서 그루브로부터 압출된다.

개구(98) 아래에, 중간 컨베이어(14)가 배치된다. 웜 스크류(52)를 조절하고, 플레이트(40, 70) 사이의 분리를 조절하는 것에 의해서, 두 개의 플레이트 사이에서 플라스틱 물질의 마찰 러빙(friction rubbing) 및 전단 가공(shearing)의 정도가 제어될 수 있다.

스크류(32)는 샤프트(60)에 인접하는 것으로 도시되었으나, 그것에 의해서 구동되지 않는다. 샤프트(60)는 스크류(32)와 다른 속도에서 회전하여, 스크류(32)에는 그 자체의 독립적인 드라이브(미도시)가 제공된다.

용융 응집 면상체(15)이 중간 컨베이어(14) 상으로 낙하하기 전에, 컨베이어(14)에는 컨베이어(14)를 냉각 및/또는 젖게 하기 위한 물 또는 다른 액체 또는 기체가 분사될 수 있다. 이는 용융 응집 면상체(15)이 컨베이어에 즉시 들러붙는 것을 방지하고 그것들의 표면이 석화되어(petrified) 그것들이 컨베이어에 부착되지 않으면서 여전히 내부적으로 용융된 상태로 유지되게 하도록 용융 응집 면상체(15)의 냉각을 도울 수 있어, 용융 응집 면상체(15)이 합체되고(coalescing) 솔리드 매스(solid mass)가 형성되는 것을 방지할 수 있다.

컨베이어(14)는 용융 응집 면상체(15)을 전달 컨베이어(18)에 전달한다. 전달 컨베이어(18)는 그런 다음 바람직한 대로 용융 응집 면상체(15)을 형상기(22)에 전달할 수 있다. 이는 면상체의 안정된 스트림(steady stream)이 되거나 배치식(in batches) 전달이 될 수 있고, 이떠한 형태든지 바람직한 최종 형성품 구조를 제조하기 위해서 장치(10) 및 형상기(22)가 요구된다.

도 2a는 다공성 구조를 갖는 열 접합 플라스틱 면상체(15)의 작은 루즈 클러스터(small loose clusters; 106)의 최종 형성품을 제조하는 장치(10)의 제1 실시예를 도시한다. 도 2b는 장치(10)에 의해서 제조된 최종 형성품 클러스터(106)를 도시한다.

장치(10)는 응집기(12), 중간 컨베이어(14), 전달 컨베이어(18), 형상기(22) 및 냉각 탱크(102)를 구비한다. 응집기(12)는 도 1b에 도시되고 설명된 유형으로 되거나 다른 듀얼 디스크 응집기로 될 수 있다. 전달 컨베이어(18)는 용융 응집 면상체(15)의 클러스터(105)를 이송하기 위하여 복수 개의 버킷(104)을 구비하는 버킷 형 또는 딥 플라이트(deep flighted) 엘리베이터 컨베이어이다. 형상기(22)는 경사진, 드럼 같은 회전하는 원통형 튜브(108)이다.

냉각 탱크(102)는 최종 형성품 기존 형상기(22)의 구조 및 형상을 고정시키기 위한 냉각수 또는 다른 액체의 용기가 될 수 있다. 다른 실시예들에서, 냉각은 예를 들어 냉각 액체가 분사되는 컨베이어를 구비하는 다른 방식으로 수행될 수 있다.

장치(10)의 작동 시에, 절단 플라스틱(chopped plastics)이 응집기(12)에 제공되고, 등질 조건(homogeneous condition)으로 플라스틱을 가열하고, 연화된 플라스틱의 가단성 있는(malleable) 용융 응집 면상체(15)로 응집기(12)를 나간다. 응집기(12)는 면상체(15)이 중간 컨베이어(14) 상으로 응집기(12)를 나가도록 위치된다. 중간 컨베이어(14)는 용융 응집 면상체(15)이 컨베이어(14)에 들어붙지 않도록 논-스틱(non-stick)이어야 하고 용융 응집 면상체(15)의 온도를 견딜 수 있어야 한다. 이는, 예를 들어 표면을 논-스틱으로 만들기 위한 다양한 코팅을 사용하고 및/또는 물을 컨베이어(14)에 분사하는 것에 의해서 달성될 수 있다.

중간 컨베이어(14)는 용융 응집 면상체(15)을 전달 컨베이어(18)에 전달한다. 컨베이어(14) 및 컨베이어(18)의 속도는 바람직한 양의 용융 응집 면상체(15)이 각각의 버킷(104)에 전달되어 그 버킷 내에서 클러스터(105)를 형성하도록 설정된다. 용융 응집 면상체는 클러스터(105)를 형성하기 위해서 그것들의 접촉면에서 함께 열 접합 용접된다. 컨베이어(14, 18)의 설정된 속도는 대체로 규칙적인 크기로 되는 각각의 최종 형성품 클러스터(106)를 산출한다. 버킷(104) 내에서 용융 응집 면상체(15)의 클러스터(105)는 일반적으로 각각의 클러스터(105)의 온도 및 중량에 의해서 완전히 합체되지 않으나, 대체로 함께 프레스되는 그것들의 접촉면에서 다수의 접촉점에서 열 접합 용접될 것이다. 온도는 또한 일반적으로 클러스터(105)가 연하고 가단성 있는 상태로 유지하게 할 것이다.

그런 다음 전달 컨베이어(18)는 형상기(22)의 회전하는 원통형 튜브(108) 안에 각각의 클러스터(105)를 놓는다. 클러스터(105)는 원통형 튜브의 입구로부터 출구로 롤링(rolling) 및 텀블링(tumbling) 동작으로 이동한다. 용융 면상체의 클러스터(105)의 롤링 및 텀블링 동작은 최종 형성품 클러스터(106)를 대체로 구형으로 성형하고, 추가적으로 각각의 별개의 최종 형성품 클러스터(106) 내 용접 연결부의 수를 증가시키나 각각의 최종 형성품 클러스터(106) 내 열 접합 면상체(15) 사이의 다수의 개방 공간을 유지시킨다. 튜브(108)의 회전 속도 및 경사 크기는 면상체(15)의 최종 형성품 클러스터(106)의 혼합(melding) 및 제조된 최종 형성품의 밀도를 제어하기 위해서 조절될 수 있다. 회전 속도는 최종 형성품 클러스터(106)로 클러스터(105)의 혼합에 형상을 미치고, 더 빠른 속도는 더 많은 용접 연결부를 야기하고 더 느린 속도는 더 적은 용접 연결부 및 최종 형성품 클러스터(106) 내 더 많은 개방 공간 또는 빈 공간을 야기할 수 있다. 원통형 튜브(108)의 경사는 튜브(108)를 따라서 움직임를 제공하여 클러스터가 튜브의 입구로부터 출구로 이동할 때 더 많거나 더 적은 롤링 및 텀블링 동작을 하게 할 수 있다.

튜브(108)의 출구에서, 최종 형성품 클러스터(106)는 냉각을 위해서 전달된다. 이 실시예에서 냉각은 최종 형성품 클러스터(106)를 냉각 탱크(102)에 떨어뜨리는 것에 의해서 수행되고, 냉각 탱크(102)는 형상기(22)를 나가는 최종 형성품(클러스터(106))의 구조 및 형상을 고정시키기 위한 냉각수 또는 다른 액체의 용기가 될 수 있다. 다른 실시예에서, 냉각은 다른 방식으로, 예를 들어 냉각 액체 또는 기체가 분사되는 컨베이어를 구비하여 수행될 수 있다. 냉각 후에, 최종 형성품 클러스터(106)는 모이고 저장될 수 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 도 2a의 장치(10)에 의해서 제조된 최종 형성품 클러스터(106)는 대체로 구형으로 되고 개방 공간을 포함한다. 형상기(22)로서 회전하는 경사진 드럼(108) 및 버킷(104)을 구비하는 전달 컨베이어(18)를 사용하는 것에 의해서, 장치(10)는 열-접합 용접 응집 플라스틱 면상체(15)로부터 상대적으로 작은 최종 형성품 구조를 제조할 수 있다. 이는 다양한 적용들에서, 예를 들어 빈 공간을 채우기 위한 루즈 경량 충전 매개체(loose lightweight infill media) 및 배수구멍 충전 매개체(soakaway infill media) 같은 수처리 매개체로 바람직할 수 있다. 최종 형성품 클러스터(106)는 예를 들어 약 6.5-7㎝의 직경을 구비하는 테니스공의 크기 또는 시스템 부품(버킷 사이즈(104), 원통형 사이즈(108) 등)에 따른 다른 크기 및/또는 바람직한 최종 형성품 크기 및 형상으로 될 수 있다. 최종 형성품은 최종 형성품의 약 35% 내지 75%를 차지하는 빈 공간을 구비할 수 있으나, 이러한 비율은 바람직한 최종 형성품의 품질 및 사용량(usage)에 따라서 변화될 수 있다.

도 3a는 형상기(22)로서 이동 가능한 몰드(110)를 사용하는, 장치(10)의 제2 실시예이다. 도 3b는 몰드(110)를 도시하고, 도 3c는 장치(10)에 의해서 제조된 최종 형성품(114) 형상을 도시한다.

도 3a에 도시된 장치(10)는 응집기(12), 중간 컨베이어(14), 전달 컨베이어(18) 및 형상기(22)로서 몰드(110)를 포함한다. 몰드(110)는 최종 형성품(114) 내 빈 공간(void; 115)을 형성하기 위한 중앙 부분(112)을 포함한다.

도 2a의 장치에서와 같이, 응집기(12)는 절단된 플라스틱을 가열하여 연화되거나 용융된 플라스틱으로 된 응집 면상체(15)을 형성한다. 열은 상당한 부분이 충분히 함께 연결되고 프레스될 때 그것들의 접촉면에서 함께 열-접합 용접되나 면상체(15) 사이에 빈 공간을 여전히 유지하도록 설정된다.

용융 응집 면상체(15)은 그런 다음, 온도를 견딜 수 있고 면상체(15)이 컨베이어(14)에 달라붙지 않는 것을 보장할 수 있는 컨베이어(14)에 전달된다. 컨베이어(14)로부터, 면상체(15)은 전달 컨베이어(18)에 전달된다. 전달 컨베이어(18)는 그런 다음 용융 응집 면상체(15)을 몰드(110)에 전달한다.

몰드(110)는 바람직한 최종 형성품(114)에 대응하는 형상으로 되고, 다양한 캐비티, 형상, 연결부 등을 형성하도록, 삽입부(insert), 돌기부(projection) 등을 포함할 수 있다. 몰드는 충진되지 않는 공간을 남겨두지 않고 몰드(110) 내에서 균일하게 용융 응집 면상체(15)이 축적되어, 몰드(110)의 바닥(116)으로부터 상부(118)로 빌드 업을 담보하도록 모든 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 움직임는 최종 형성품(114) 내 면상체(15)의 매우 균일한 빌드-업(build-up)을 담보하도록 자동화될 수 있다. 움직임는 또한 충분한 양의 용융 응집 면상체(15)이 균일하게 축적되고 가열된 면상체(15) 사이의 용접이 발생하는 것을 담보하나, 임의의 지점에서 용융 응집 면상체(15)의 총량은 중량 및 온도가 면상체(15)이 과하게 압축되고 및/또는 과열되게 하고, 솔리드 블록으로 합체되게 하는 수준까지 빌드 업하지 않는 것을 담보하도록 제한된다. 컨베이어(18)로부터 용융 응집 면상체(15)의 스트림과 동기화된 몰드(110)의 미리 결정된 움직임는 열 접합 다공성 구조의 깊이가 충진되지 않는 공간을 남겨두지 않고 몰드(110) 내에서 점차 증가하게 한다.

일단 바람직한 양의 면상체(15)이 몰드(110)에 전달되면, 최종 형성품(114)이 몰드(110) 내에 있는 동안 냉각이 수행될 수 있고, (단순하게 최종 형성품 및 몰드를 냉각시키는) 수동 냉각(passive cooling)으로 되거나, 예를 들어 빠른 냉각 공정을 위해서 액체 또는 가스를 사용하는, 능동 냉각(active cooling)으로 될 수 있다. 그런 다음, 최종 형성품(114)은 몰드(110)로부터 제거될 수 있고, 도 3c에 도시된 바와 같이, 개방 공간(115)을 유지할 것이다.

이동 가능한 몰드(110)를 사용하는 것은 매우 두꺼운 형상, 중공, 리세스 또는 돌출부를 구비하는 형상, 재활용 플라스틱 면상체로부터 제품을 성형하는 종래의 방법에서 가능할 수 없었던 최종 형성품의 다양한 형상을 포함하는, 최종 형성품의 다양한 형상을 허용한다. 이동 가능한 몰드(110)를 사용하는 것에 의해서, 최종 형성품(114)은 바닥(116)으로부터 상부(118)로 점차 쌓일 수 있고, 용융 응집 면상체(15) 사이의 적절한 열 접합 용접을 허용할 수 있으나, 적절히 분포되고 과도한 압축 및 과열을 방지하기 위하여 특정 시간에 너무 큰 열 또는 너무 많은 면상체(15)이 있는 영역이 존재하지 않는 것을 담보할 수 있다. 추가적으로, 일단 하나의 몰드(110)가 면상체(15)로 충진되면, 다른 몰드가 장치 안에 놓여질 수 있어서, 다양한 몰드(110)를 구비하는 것에 의해서 다양한 형상의 최종 형성품을 효과적으로 제조할 수 있다. 이 방법은 폭넓은 3차원 최종 형성품(114)을 허용할 수 있고, 예를 들어, 만약 최종 형성품이 관개 적용 또는 증가된 용량 또는 폭우를 위한 배수구멍, 물 저장, 침투(infiltration) 또는 감쇠(attenuation) 시스템에서 사용되는 경우, 큰 개방 공간을 요구하는 최종 형성품에서 특히 유용할 수 있다.

도 4a는 형상기(22)로서 둘레 형상으로 된 컨베이어(120)를 구비하는 장치(10)의 제3 실시예이다. 도 4a에 도시된 장치(10)는 응집기(12), 중간 컨베이어(14), 전달 컨베이어(18), 형상기(22) 및 냉각 제트(122)를 포함한다. 도 4b는 형상기(22)의 일부를 도시하고, 도 4c는 장치(10)가 제조하는 최종 형성품(128)을 도시한다.

둘레 형상으로 된 컨베이어(120)는 바람직한 최종 형성품 둘레 형상을 성형하는 하나 이상의 컨베이어(126, 127) 및 슈트(124)를 포함한다. 이 실시예에서, 세 개의 수직하게 배향된, 대체로 편평한 컨베이어(126)가 도시되고, 하나의 컨베이어(127)는 일측은 편평하고 타측은 둥근 최종 형성품 둘레을 성형하기 위한 반-원 형상을 구비한다. 컨베이어(127)는 의도된 최종 형성품의 형상을 만드는 세그먼트화된 섹션(segmented sections)으로부터 성형된다. 일부 실시예들에서, 컨베이어(127)는 의도된 최종 형성품을 제조하도록 형상화된 플렉시블 컨베이어 벨트(flexible conveyor belt)로 될 수 있다.

작동 중에, 도 4a의 장치(10)는 도 2a-3a의 장치(10)와 거의 같은 방식으로 개시한다. 응집기(12)는 플라스틱을 응집하여 용융 응집 면상체(15)을 형성한다. 컨베이어(14, 18)은 이러한 용융 응집 면상체(15)을 형상기(22)에 전달하고, 이때 면상체(15)은 컨베이어(14, 18)에 달라붙지 않는다.

형상기(22)의 슈트(124)는 용융 응집 면상체(15)을 수용하고, 바람직한 최종 형성품 압출 둘레에 대응하는 형상으로 된다. 슈트(124)는 성형되는 최종 압출 형상에 연속적인 이동 표면(moving surface)을 제공하도록 배치된 컨베이어(126, 127)와 밀접하게 정렬된다. 컨베이어(126, 127)는 슈트(124)로부터 나오는 용접된 최종 형성품 압출을 이동시키고 형상화하도록 작동한다. 냉각 제트(122)는 만들어진 최종 형성품(128)의 둘레 형상을 고정시키기 위해서 최종 형성품(128)의 외부에 분사하도록 배치된다. 컨베이어(126, 127)의 속도는 슈트(124) 내 면상체(15)의 바람직한 빌드업(buildup) 및 바람직한 압축 및 용융 응집 면상체(15)의 열 접합에 따라서 제어되어, 성형된 엔드 둘레 내 빈 공간에 대한 면상체(15)의 바람직한 비율을 제어할 수 있다. 모든 컨베이어(126, 127)는 대체로 동일한 속도로 이동하고 있다. 슈트(124) 내 용융 응집 면상체(15)의 헤드(head), 형상기(22) 컨베이어(126, 127)의 속도를 제어하고 냉각 제트(122)를 포함하는 것에 의해서, 용융 응집 면상체의 중량의 과도한 빌드-업 및/또는 냉각에 앞서서 최종 형성품 내 온도의 빌드 업을 허용하지 않으면서 충분한 혼합이 달성될 수 있다. 이는 용융 응집 면상체(15)이 솔리드 블록으로 합체되는 것을 허용하지 않으면서 충분히 혼합된 최종 형성품(128)을 다공성 구조로 산출한다.

형상기(22)를 나간 후에, 최종 형성품(128)은 요구되는 길이로 절단될 수 있다. 형상기(22)로서 외부 냉각 제트(122)와 함께, 이동하는, 둘레 형상으로 된 컨베이어(120)를 구비하는 것에 의해서, 다양한 바람직한 둘레을 구비하는 최종 형성품이 성형될 수 있다. 컨베이어(126, 127)의 수직 배향은, 압출된 최종 형성품(128)이 (신장 및 압축이 유발되는) 종래 방법과 같이 90도로 회전되지 않기 때문에, 종래 방법에 비해서 단면 두께의 증가 또한 허용한다. 예를 들어, 일반적인 두께는 약 100㎜ 내지 350㎜ 사이로 될 수 있다. 따라서, 최종 형성품(128)은 실질적으로 더 크고 더 복잡한 형상으로 성형될 수 있어, 종래 방법보다 보다 다양한 배수 구조의 성형을 허용할 수 있다.

요약하면, 장치(10) 및 특히 도시된 실시예의 형상기(22)는, 함께 최종 형성품을 유지하기 위한 추가적인 바인더 또는 다른 물질에 대한 요구 없이, 면상체(15)로 응집된 재활용 플라스틱 물질로 형성될 다양한 특성(즉, 공극율, 밀도)을 갖는 다양한 복잡하고 다른 크기 및 다른 형상으로 된 배수 구조를 허용한다. 종래 방법에서, 배수 물질의 성형 및 채수는 사용된 다짐기/퍼넬에 의해서 제한되었다. 만약 더 크거나 더 작은 크기가 요구된다면, 추가적인 제조 단계(절단 또는 함께 적층)에 의해서 성형되어야 할 필요가 있어서, 낮은 제조 효율 및 덜 안정적인 엔드 제품을 산출할 수 있다.

제어된 움직임를 구비하는 형상기(22)를 형성하는 것에 의해서, 형상기(22)는 안정적이고 함께 고정되게 접합되면서, 많은 마무리 단계 없이 구조 내 바람직한 비율로 개방 공간을 유지하는, 용융 응집 면상체(15)을 구비하는 엔드 구조의 성형을 허용할 수 있다. 응집기(12)는 플라스틱을 면상체(15)로 응집할 수 있고, 그것들의 상당한 양이 용융되도록 대체로 등질 조건으로 기계적 에너지를 사용하여 면상체을 가열할 수 있다. 바람직한 및 실질적으로 균일한 출력을 유지하기 위해서 제조된 용융 응집 면상체(15)의 크기, 물질적 특성 및/또는 온도에 영향을 미치도록 응집기(12) 내에서 조절될 수 있다. 이는 다양한 유형 및/또는 소스로 될 수 있는 (그리고 용융 또는 재용융될 때 다양한 특성을 구비하고 및/또는 다양한 온도에서 용융되는) 재활용 폐 플라스틱을 사용하는 것을 허용하고, 다른 물질의 잔류 부분(residual fraction)을 포함할 수 있다. 공정은 그것들이 결과적인 최종 형성품 구조 내 포착되고 바운드되게 하여, 사이 공간(interstitial space)의 도움에 의해서 구조의 다공성을 보존하는 데 도움이 된다. 추가적으로, 발포제 및/또는 섬유 칩(chips of fibre), 고무, 질석, 솔리드 열가소성 플라스틱 및/또는 목탄 같은 다른 첨가제 및/또는 개재물이 응집기(12)에 첨가될 수 있다. 이는 관개 목적을 위해서 사용되는 최종 형성품 내에서 건기 동안 바람직할 수 있는, 물의 보유 같은, 최종 형성품 내 다양한 품질을 산출할 수 있다. 발포제의 첨가는 바람직하게 개방된 셀 구조를 갖는, 더 넓고, 밀도가 낮은 면상체(15)을 산출할 수 있다. 이는 결과적인 최종 형성품이 덜 무겁게 하고, 면상체 자체의 관통 및 그에 의한 보유를 통하여 더 좋은 물 보유를 제공할 수 있다.

면상체(15)은 직경이 약 5㎜ - 10㎜로 될 수 있고, 예를 들어 5㎜ - 10㎜ 이상으로, 길이가 변화할 수 있다. 면상체(15)은 또한 만약 특정 적용을 위해서 바람직하다면 직경이 변화될 수 있다. 대체로, "용융(molten)"으로 면상체을 설명할 때, 이는 그것들이 적어도 일부가 연화되고 가단성 있고, 함께 프레스되거나 연결될 때 접촉면에서 다른 면상체에 용접될 수 있는 온도에 있다는 것을 의미한다. 면상체(15)이 용융되는 온도는 면상체(15)을 형성하는 응집 플라스틱(그리고 가능한 다른 첨가제)의 조성물에 기초하여 변화할 것이다. 일부 플라스틱은 다른 것보다 더 높은 온도에서 용융될 것이다. 추가적으로, 장치(10)는 면상체(15)의 바람직한 용융 상태를 획득하도록 바람직한 온도를 유지하지 위해서, 응집기(12)와 다른 지점에서, 예를 들어 컨베이어(14, 18) 및/또는 형상기(22)에서 시스템으로부터의 열을 제거하거나 추가할 수 있다. "용융 응집 면상체(molten agglomerated noodles)" 또는 "용융 응집 플라스틱(molten agglomerated plastics)"이라는 용어가 사용되었으나, 이것들은 면상체/플라스틱의 일부만이 적어도 부분적으로 용융 상태에 있는 조성물을 포함한다.

응집기(12)를 나가는 가단성 있는 면상체(15)이 대체로 등질 조건으로 가열되고 충분한 온도를 유지하기 때문에, 면상체(15)은 (바인더에 대한 요구 없이) 충분히 함께 연결 및/또는 프레스될 때 그것들의 접촉면에서 함께 열-접합 용접될 수 있으나, 여전히 각각의 면상체(15) 사이에 다수의 개방 공간을 유지할 수 있다.

형상기(22)는 개시된 실시예들에서 도시된 바와 같이 다양한 형태를 취할 수 있고, 면상체(15)로부터 바람직한 최종 형성품을 성형하는 데 도움이 될 수 있다. (특별한 전달 컨베이어(18)와 함께) 회전하는 경사진 실린더(108)는 최종 형성품 클러스터(106)를 만들기 위해서 사용될 수 있다. 이동 가능한 몰드(110)는 큰 개방 공간, 중공, 리세스, 캐비티, 연결 지점 및/또는 돌출부를 구비하는 최종 형성품 및/또는 매우 두꺼운 최종 형성품을 포함하여, 몰드(110)의 형상에 따라서 다양한 형상을 성형하는 데 사용될 수 있다. 하나 이상의 수직으로 배향된, 형상화된 컨베이어(126, 127)를 구비하는 형상화된 슈트(124) 및 외부 냉각 제트(122)는 다양한 둘레, 특히 더 두껍거나, 예를 들어 적어도 하나의 굴곡된 측면을 구비하는 보다 복잡한 형상을 구비하는 둘레을 구비하는 압출 최종 형성품을 성형하는 데 사용될 수 있다. 제어 가능한 움직임 및/또는 위치를 구비하는 형상기(22)를 구비하는 것에 의해서, 장치(10)는 많은 추가적인 마무리 단계를 요구하지 않고 바람직한 특성(밀도 등)을 구비하는 배수 물질의 안정적인 바람직한 최종 형성품 형상을 성형할 수 있다. 이는 특정 적용에 바람직한 형상 및 크기로 배수 제품을 만들기 위한 보다 유연한 장치(10) 및 방법을 낳는다.

최종 형성품은 다양한 형상, 크기 및 특성을 구비할 수 있으나, 충분한 안정성 및 공극률을 담보하기 위해서 약 250㎏s/㎥ 내지 750㎏s/㎥의 밀도가 일반적으로 최종 형성품 내에 존재한다. 빈 공간으로 이루어지는 최종 형성품의 백분율은 변화할 수 있으나, 예를 들어 약 35% - 75%의 범위 내에 있다.

냉각 제트 및 냉각 용기를 포함하여, 다양한 냉각 방법이 도시되었으나, 냉각은 다른 방식으로, 예를 들어 간단하게 최종 형성품을 실내 온도에 두거나 자연스럽게 냉각되도록 더 차가운 영역에 두는 것에 의해서, 또는 최종 형성품을 향해서 지향되도록 및/또는 영역에 냉각 가스를 도입하는 것에 의해서 수행될 수 있다. 컨베이어(14, 18)는 또한 형상기(22)에 면상체(15)의 바람직한 전달에 따라서 많은 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 만약 형상기(22) 내 면상체(15)의 점진적인 빌드 업을 구비하는 것이 요구되거나, 한번에 많은 양(a number)을 전달하는 것이 요구된다면, 컨베이어(14 및/또는 18)는 이를 촉진시키기 위해서 다양한 구성을 취할 수 있다.

본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었으나, 통상의 기술자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가해질 수 있고 등가물이 그 구성 요소로 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 물질을 적응시키도록 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구항들의 범위 내에 있는 모든 실시예들을 포함할 것이다.

10: 최종 형성품 구조를 제조하기 위한 장치
12: 응집기
14: 중간 컨베이어
15: 용융 응집 면상체
18: 전달 컨베이어
22: 형상기

Claims (28)

1. 재활용 플라스틱들로부터 최종 형성품 구조들을 성형하는 방법에 있어서,
   상기 방법은,
   i) 복수 개의 용융 응집 플라스틱 면상체들을 제공하는 단계;
   ii) 상기 용융 응집 플라스틱 면상체들을 경사진, 회전하는 원통형 튜브 형태로 된 형상기에 전달하는 단계;
   iii) 상기 형상기의 움직임 및 위치 중 적어도 하나를 제어함으로써 상기 형상기에서 응집 플라스틱 면상체들의 최종 형성품을 성형하는 단계로서, 상기 최종 형성품은 상기 용융 응집 플라스틱 면상체들 사이에 빈 공간을 구비하여 함께 용접된 상기 응집 플라스틱 면상체들을 포함하는, 상기 최종 형성품을 성형하는 단계; 및
   iv) 상기 구조를 성형하기 위해서 상기 최종 형성품의 적어도 하나의 외측 둘레를 냉각시키는 단계
   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 최종 형성품의 전체를 냉각시키는 단계를 더 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 용융 응집 플라스틱 면상체들을 제조하기 위해서 응집기에서 재활용 플라스틱들을 응집시키는 단계를 더 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서,
   iii) 단계는, 상기 원통형 튜브에서의 회전 속도, 상기 원통형 튜브의 경사량 및 상기 용융 응집 플라스틱 면상체가 상기 원통형 튜브에 들어가는 속도 중 적어도 하나를 제어함으로써 상기 형상기에서 응집 플라스틱 면상체들의 최종 형성품을 성형하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 최종 형성품의 전체는 냉각 용기로 상기 최종 형성품을 전달함으로써 냉각되는 방법.
6. 제1항에 있어서,
   ii) 단계는, 상기 용융 응집 플라스틱 면상체들을 면상체들의 클러스터들로 상기 형상기에 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제6항에 있어서,
   ii) 단계는, 각각의 버킷에 클러스터를 형성하기 위해 용융 응집 면상체들을 복수 개의 버킷들에 전달함으로써, 상기 형상기에 전달되는 면상체들의 클러스터들을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
8. 제1항에 있어서,
   i) 단계는, 목탄, 비응집 열가소성 플라스틱들, 고무, 질석 및 섬유 중 하나 이상을 구비하여 혼합된 용융 응집 플라스틱 면상체들을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
9. 제1항에 있어서,
   응집 플라스틱 면상체들의 최종 형성품의 밀도를 감소시키기 위해 발포제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 방법.
10. 열-접합 다공성 구조에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 성형된 응집 재활용 열가소성 플라스틱 물질의 면상체들 형태로 된 재활용 열가소성 물질을 포함하고, 상기 응집 플라스틱 면상체들은 용융 상태에서 함께 연결되거나 프레스됨으로써 함께 용접되는 열-접합 다공성 구조.
11. 열-접합 다공성 구조에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 일체로 성형된 최종 형성품을 포함하고, 응집 플라스틱 면상체들 사이에 빈 공간들 및 적어도 하나의 굴곡된 측면을 구비하여 함께 용접된 복수 개의 응집 플라스틱 면상체들을 포함하는 열-접합 다공성 구조.
12. 제11항에 있어서,
    상기 최종 형성품은 구형인 열-접합 다공성 구조.
13. 제11항에 있어서,
    상기 최종 형성품의 밀도는 m³ 당 250 ㎏s 내지 750 ㎏s 사이인 열-접합 다공성 구조.
14. 제11항에 있어서,
    상기 빈 공간들은 상기 최종 형성품의 35% 내지 75%를 차지하는 열-접합 다공성 구조.
15. 제11항에 있어서,
    상기 응집 플라스틱 면상체들은 직경이 5 ㎜ 내지 10 ㎜ 사이이고 길이가 5 ㎜ 내지 100 ㎜ 사이인 크기를 갖는 열-접합 다공성 구조.
16. 제11항에 있어서,
    상기 최종 형성품은 적어도 50 ㎜인 최소 치수를 갖는 열-접합 다공성 구조.
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