KR20010040338A - 재생한 폐기 카페트 물질 - Google Patents

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Abstract

폐기 카페트 또는 다른 제품으로부터 이면재 물질을 재생하는 장치 및 방법은 큰 조각의 폐기 카페트를 처리할 수 있는 절단기(110), 폐기 카페트 조각의 크기를 줄이고 남은 물질에서 카페트 섬유를 제거하기 위한 적어도 2개의 분쇄 또는 입자화단계(114, 124); 및 제거된 섬유를 제거하기 위한 적어도 3개의 분리단계(116, 126, 138)를 포함하고; 분리단계 중 하나는 진동정선기를 포함한다. 이러한 방법으로 재생되는 이면재 물질은 비교적 낮은 오염수준을 가지고, 미사용 이면재 물질을 첨가할 필요가 거의 없이 카페트 이면재로 재사용하기에 적합하다. 본 장치와 방법은 또한 새로운 카페트 이면재로 사용하기 위하여 재생된 이면재 물질을 압출성형하기 위해 제공한다.

Description

재생한 폐기 카페트 물질{RECLAIMING WASTE CARPET MATERIALS}
증가된 환경인식의 이 시대에서, 어떤 종류의 낡은 물질을 그냥 버리는 것이 점점 덜 만족스러워지고 있다. 미국만 해도 매년 수백만톤의 재생되지 않는 쓰레기를 발생시키고 있다. (음식, 의료용품, 및 일부 금속과 플라스틱과 같은) 일부 물질은 실제로 사용할 수 있도록 재생될 수 없다고 인정되지만, 점점 많은 수의 물질이 그 물질을 처리하여 새로운 품목으로 개조한 후 재사용될 수 있다.
이 때문에, 가능한 한 많은 물질을 매립지 밖에 두라는 압력수준이 증가하고 있다. 특히, 도시지역 근처의 안전하게 위치한 많은 매립지와 처리지역은 이미 그 수용량이 채워졌거나 거의 채워지고 있다. 따라서 많은 품목을 적절히 처리하기 위해서는 새로운 처리부지를 찾아야 한다. 대부분의 경우, 새로운 부지는 현존하는 부지보다 더 멀거나 덜 바람직하다. 따라서 단순히 "쓰고 버리는" 고체폐기물의 비용은 (더 먼 위치를 찾거나 더 먼 위치로 수송하기 위한) 금전상 비용과 (점점 증가하는 양의 부족한 천연자원을 쓰레기로 처리하도록 떠맡는) 환경 모두에 의해서 증가하고 있다.
소각은 매립지나 다른 처리부지에 고체폐기물을 처리하는 것에 대한 대안으로서 종종 유용하지만, 처리수단으로서 소각을 줄이라는 환경적 인식으로부터의 압력도 증가하고 있다. 소각은 처리를 위해 수송되는 물질의 부피를 줄일 수는 있지만, 다른 위험이 있다. 첫째, 소각은 대기오염을 일으킨다. 이 문제를 줄이기 위하여 복잡한 배기가스 세정장치가 있지만, 이 장치들은 종종 비싸고 비능률적이다.
또한 그을음, 일산화탄소, 이산화탄소, 오존, 산화질소 및 황화합물이 소각쓰레기의 전형적인 결과물(이고 "스모그"의 주된 구성성분)이지만, 합성물질, 특히 고분자를 포함하는 소각쓰레기의 약간의 잠재적 부산물이 있다. 그러한 물질의 소각은 잠재적으로 유독한 물질의 배출을 일으킬 수 있고, 그것은 종종 제어하기 어렵다.
물론, 재활용은 매립지와 소각의 문제점을 피하기 위한 하나의 가능한 수단이다. 종이, 알루미늄, 유리 및 많은 플라스틱을 포함한 많은 물질에 대해 효과적인 재활용 공정이 존재한다. 그러나 한가지 이상의 물질로 제조된 합성 물품은 종종 재활용하기 어려운데, 이는 그 물질들 사이에 재활용 상반성이 있을 수 있기 때문이다. 예를 들면, 한가지 형태의 플라스틱물질 용해시켜서 분리하는데 유용한 화학약품은 재활용된 플라스틱에 결합된 다른 물질들의 특성에 나쁜 영향을 미칠 수 있다.
상기 어려움은 사용된 카페트 재료를 어떤 종류의 효율성을 가지고 재활용하는 것을 어렵게 한다. 카페트 재료는 흔히 2 또는 그 이상의 층의 이면재 물질, (접착제와 같은) 접착성 물질, 보강가장자리, 및 섬유성 융털재로 구성된다. 이 물질들은 종종 재활용작업에서 서로 상반된다. 예를 들면, 이면재 물질 중 한 층을 분리하여 재사용하는데 사용되는 수단은 융털재의 유용성에 영향을 미칠 수 있다. 선택적으로, 재활용공정에서 사용되는 화학약품은 2 또는 그 이상의 구성성분을 용해시켜서, 그들을 혼합하여 덜 바람직한 특성을 가지는 두 물질의 혼합물을 만들 수 있다. 어떤 물질을 녹이기 위하여 열을 가하는 것도 동일한 효과를 가질 수 있다.
여러 가지 물질을 포함하는 복합 합성품을 재활용하는데 있어서의 문제점들을 피하고 카페트를 성공적으로 재활용하기 위하여 여러 가지 시도가 이루어져 왔다.
하기스트(Hagguist) 등의 미합중국 특허 제5,230,473호는 재생된 카페트로부터 다양한 성분을 제거하여 분리하기 위해 화학약품, 열 및 기계적 수단의 조합을 사용한다. 그러나 하기스트장치는 여러 가지 단점을 가지고 있다. 물질들을 분리하기 위하여 여러 가지 수단을 사용하는 복잡한 장치이고, 대부분 손상되지 않은 이면재를 남기면서 다양한 융털 및 기질물질을 분리하고자 한다. 그러므로 하기스트장치는 매우 고가일 수 있다. 또한 가압된 물과 증기뿐만 아니라 잠재적으로 휘발성이고 유독한 화학물질을 사용한다. 마지막으로 하기스트가 개시한 구성은 경제적으로 실용적이거나 가능한 것으로 밝혀져 있지 않은데, 이는 그 장치가 폐기 카페트가 실질적으로 크고 평평한 조각으로 있을 것을 필요로 하고, 효율적인 재활용을 위한 충분히 낮은 오염도를 만들지 않기 때문이다.
샤러(Sharer)의 미합중국 특허 제5,497,949호와 제5,518,188호는 카페트를 그 구성물질들로 분해하기 위해 기계적 수단을 사용한다. 그러나 샤러특허에 의해 개시된 장치와 방법은 비효율적인 것으로 밝혀졌고 카페트 섬유와 이면재 물질 사이에 허용할 수 없는 수준의 오염이 일어나게 한다. 이러한 문제점은 재생된 물질을 실질적 양의 새로운 또는 "미사용" 물질과 혼합함으로써 줄일 수 있지만, 이것은 비효율적이므로 피해야 한다.
사용된 카페트 재료를 효과적으로 재활용하기 위한 이전 시도의 여러 가지 결점으로 미루어볼 때, 사용된 카페트 재료의 구성물질을 효과적으로 분리하여, 그 물질들이 오염도를 줄이기 위해 미사용 물질을 첨가하기 위한 최소한의 필요성과 최소량의 폐기물질을 가진 새로운 제품으로 효과적으로 재활용될 수 있도록 하는 장치 및 방법에 대한 필요성이 인식된다.
새로운 카페트 재료에 재생된 물질을 효과적으로 사용하는 계획에 대한 필요성도 인식된다. 비용을 감소시키고 새로운 카페트 재료로 전환되는 낡은 물질의 양을 증가시키기 위하여 미사용 물질에 대한 필요성은 최소로 유지되어야 한다.
본 발명은 재생하여 사용하기 위하여 바닥커버재를 섬유성 물질과 입상 이면재 물질로 분해하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 낡은 카페트 조각, 카페트가 깔린 바닥타일, 또는 이와 유사한 물품을 사용하여, 그들을 섬유성 물질과 열가소성 기질 또는 이면재 물질을 포함하는 구성물질로 분리하고, 재생된 물질을 재사용하기 위하여 재활용작업으로 보낼 수 있는 장치와 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 카페트 재생장치의 분리단계에서 행해지는 단계들을 설명하는 블럭도,
도 2는 도 1에서 기능적으로 설명된 카페트 재생장치의 분리단계의 개략도,
도 3은 카페트 재생장치의 이면재 물질 재사용단계에서 행해지는 단계들을 설명하는 블럭도,
도 4는 도 3에서 기능적으로 설명된 카페트 재생장치의 이면재 물질 재사용단계의 개략도.
본 장치와 방법은 카페트 및 이와 유사한 동종성 물질을 이전에 행해진 것보다 더 높은 수준의 효율성 및 더 낮은 수준의 오염도로 재활용할 수 있다. 이것을 달성하기 위하여, 본 발명은 독특하고 유리한 방식으로 배열된, (거친 절단작업을 포함하여) 적어도 3개의 독립된 기계적 분쇄단계와 적어도 3개의 독립된 분리단계를 사용한다.
또한 본 발명은 새로운 제품에서 재생된 물질을 많이 재사용할 수 있다.
상기에서 설명된 바와 같이, 카페트 물질은 일반적으로 여러 층의 다른 물질들을 가진다. 가장 단순한 형태의 카페트는 열가소성 이면재에 직접 융합된 섬유성 융털재(예를 들면, 나일론)를 가질 수 있다. 그러나 제2바인더나 기질층, 이를 통해서 융털이 부착되는 보강가장자리 물질, 또는 이면재에 융털을 부착시키기 위하여 사용되는 별도의 접착제 물질도 있을 수 있다. 본 발명은 남아 있는 물질로부터 경량의 섬유성 융털을 분리하기 위하여 동작하여, 독립된 형태의 물질이 재활용될 수 있도록 한다.
카페트 재활용작업에서 재생되는 더 무거운 이면재 물질이 더 가벼운 섬유성 물질보다 현재 더 재활용가능성이 있다는 관찰을 인식하여, 본 발명은 가능한 한 많은 섬유성 물질이 이면재 물질로부터 제거되고, 그것에 의해 오염을 줄이고 이면재 물질의 재사용을 촉진하는 것을 보증한다.
보다 명확하게, 본 발명은 먼저 사용된 폐기 카페트를 공기컨베이어장치에 의해 처리될 수 있는 비교적 작은 조각들로 절단한다. 그 다음에 카페트 물질은 1/2인치 스크린을 통과하기에 적합할 정도로 충분히 작은 조각들로 분쇄된다. 이때, 물질들은 두 가지 카테고리로 분리된다: 가벼운 물질은 포장장치로 보내고, 무거운 물질은 분리공정을 계속한다. 그 다음에 무거운 물질은 1/8인치 스크린을 통과하기에 적합할 정도로 충분히 작은 조각들로 다시 분쇄된다. 물질들은 다시 분리되어, 가벼운 물질은 포장기로 가고, 무거운 물질은 계속한다.
그 다음에 남아 있는 물질을 두 가지의 또 다른 카테고리로 분리하기 위하여 진동정선기(vibratory screener)를 사용한다. 가벼운 물질은 포장되고, 무거운 물질은 다시 분리기로 간다. 이 단계에서 섬유는 포장되고, 남아 있는 무거운 물질은 수집되어 재사용된다.
이 단계에서, 원래의 폐기 카페트에서 이면재를 주로 포함하는 무거운 물질은 2% 이하의 오염도를 가질 수 있다. 따라서, 그 물질은 새로운 카페트를 형성하는 것을 포함하는 여러 가지 적용에서 유용하다.
본 발명의 일실시형태에서, 재생된 이면재는 혼합기로 운반되고, 이때 필요하다면 새로운 또는 "미사용" 물질과 특정한 비율로 혼합되고; 녹여지고; 금형에서 압출성형되고; 새로운 섬유, 가장자리, 또는 다른 물질을 가진 카페트에 새로운 이면재로 고정된 다음에 원하는 대로 사용될 수 있다.
본 발명은 사용된 카페트 물질의 재활용하는 것에 대해서만 본 명세서에서 설명되었지만, 플라스틱병과 그 라벨, (전화기와 같은) 다른 플라스틱물품, 및 (계기반이나 트렁크 라이너와 같은) 자동차 인테리어와 같이, 다른 밀도의 물질들로 구성되는 다른 물질들로부터 물질을 분해하고 재생할 수 있음을 알아야 한다.
상세한 실시형태를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명을 매우 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 그중 일부는 개시된 실시형태와 상당히 다를 수 있다는 것이 명백할 것이다. 결과적으로 본 명세서에 개시된 특정 구조적 또는 기능적 세부사항은 단지 대표적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
본 발명에 따른 카페트 재생장치는 두 단계를 가진다. 제1단계인 재생단계에서는, 사용된 카페트 조각이 처리되어 재생된 물질로 전환된다. 제2단계인 재사용단계에서는, 재생단계에서 회수된 물질이 새로운 카페트 물질로 구성된다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 카페트 재생장치의 재생단계를 기능적으로 상술하는 블럭도가 설명되어 있다. 먼저, 어떤 크기의 낡은 카페트 재료를 받아서 처리하기 쉬운 조각, 일반적으로 1/2인치 내지 수인치 크기의 조각으로 절단한다(단계 110). 다음으로 이 조각들을 사이클론(cyclone)에서 교반한다(단계 112). 이 단계는 적어도 3가지 목적을 만족시킨다. 첫째, 사이클론은 장치 내에서 절단된 카페트 조각의 공급속도를 조절한다. 둘째, 사이클론은 운반하는 증기 내의 과량의 공기를 없앤다. 셋째, 사이클론은 카페트 조각을 기계적으로 휘저어서 과량의 물질과 섬유가 이면재로부터 제거되도록 한다. 그 다음에 모든 물질은 제1분쇄 또는 입자화단계(단계 114)로 움직이고, 이때 카페트 조각은 더 작은 크기로 더 분쇄된다. 이 단계는 이면재에서 카페트 섬유를 더 제거하는 역할도 한다.
입자화된 물질은 그 다음에 제1분리단계(단계 116)로 보내져서, 제거된 섬유는 다시 교반되고(단계 118) 저장, 최종사용, 또는 폐기되기 위하여 포장된다(단계 120). 남은 물질, 즉 단계 116에서 회수되는 제거된 섬유를 제외하고 모두가 다시 교반된다(단계 122). 그 다음에 물질들은 제2입자화단계(단계 124)로 움직이고, 이때 더 작은 조각들로 만들어진다. 이들 더 작은 조각들은 제2분리단계(단계 126)에서 분리되고; 섬유는 다시 교반되어(단계 128) 포장된다(단계 130).
제2분리단계에서 남은 물질은 다음에 진동정선기에서 선별된다(단계 132). 가벼운 물질, 또는 섬유는 교반되어(단계 134) 포장된다(단계 136). 남은 조각들은 다시 제3분리단계(단계 138)를 거친다. 결과적으로 생긴 섬유는 교반되어(단계 140) 포장된다(단계 142). 남은 물질은 거의 모두 이면재 물질이고; 그 물질은 교반되어(단계 144) 저장 또는 재사용을 위하여 수집된다(단계 146).
이 공정은 결과적으로 특히 낮은 오염율로 이면재 물질을 회수할 수 있는 것으로 밝혀진 입자화, 분리 및 선별단계의 독특한 조합을 나타낸다. 이 물질은 그 다음에 미사용 물질을 거의 또는 전혀 첨가하지 않고 새로운 카페트 이면재나 다른 제품에서 재사용될 수 있다.
상기에서 기능적으로 설명된 본 발명의 재생단계는 재생단계를 수행하는데 사용되는 장치를 개략적으로 나타내는 도 2와 함께 생각될 것이다.
폐기 카페트를 컨베이어(210)에서 받아 절단기(212)로 공급한다. 절단기는 "나이프 호그(knife hog)", 세단기, 또는 분쇄기의 형태를 취할 수 있고, 가공하지 않은 카페트 물질을 공기구동 컨베이어장치에 의해 처리될 수 있도록 충분히 작은, 예를 들면 대략 1/2인치에서 수인치까지의, 조각들로 가공할 수 있어야 한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 절단기(212)는 나이프 호그를 포함한다.
절단된 카페트 조각은 그 다음에 송풍기(214)를 통해 사이클론(216)으로 공급된다. 사이클론은 카페트 조각을 나선형 기류에 태운다. 상기에서 설명한 바와 같이, 이것은 적어도 3가지 목적을 달성한다: 카페트 물질이 장치를 통해 공급되는 속도를 조절하고, 과량의 공기를 제거하고, 이면재로부터 카페트 섬유를 물리적으로 제거하기 위하여 카페트 조각을 교반한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 이 위치에서 사용되는 사이클론(216)은 #13 사이클론이고; 그러한 장치는 다양한 출처로부터 이용할 수 있다. 사이클론은 측면설치필터(218)를 가지고; 이 측면설치필터(218)는 그 장치에서 정상적으로 배출되는 공기로부터 섬유를 수집하는데 사용된다. 사이클론(216)은 이면재에서 카페트 섬유를 분리하는 주된 수단으로 사용되지는 않지만, 소량의 카페트 섬유는 사이클론의 기류에서 정상적으로 발견된다. 필터(218)는 이 섬유가 환경 속으로 배출되는 것을 방지한다.
사이클론(216)으로부터, 카페트 물질은 입자제조기(220)로 떨어진다. 입자제조기는 카페트 물질을 더 작은 조각으로 분쇄한다. 바람직한 실시형태에서, 입자제조기(220)는 쿰버랜드 제조사(Cumberland Manufacturing Corp.)의 모델 X1400이고, 그 장치는 카페트 물질이 3/8에서 1/2인치 스크린을 통과하는데 적합할 때까지 물질을 분쇄하도록 설정된다. 1/2인치 스크린크기가 현재 바람직하다. 상기에서 설명된 바와 같이, 입자제조기(220)는 장치에 의해 처리되는 카페트 조각의 크기를 줄일 뿐 아니라, 이면재 물질로부터 카페트 가장자리와 섬유 물질을 물리적으로 제거하는 경향이 있다.
그 다음에 입자화된 조각들은 송풍기(222)에 의해 현탁분리기(224)로 간다. 현탁분리기는 더 무거운 물질로부터 더 가벼운 물질을 분리하기 위하여 수직방향의 기류를 사용하는 분리장치이다. 본 장치에서, 카페트 섬유는 이면재 물질보다 훨씬 가볍고, 기류에 포획되어 제1생산고로 보내진다. 더 무거운 물질은 기류에 의해 우회되지 않고, 제2생산고로 보내진다. 더 가벼운 물질, 즉 카페트 섬유는 송풍기(226)에 의해 현탁분리기(224)에서 #21 사이클론(228)으로 운반된다. 이 사이클론(228)은 다시 그 물질, 이 경우에는 카페트 섬유를 교반한다. 사이클론(228)은 또한 섬유의 원하지 않는 배출을 막기 위한 측면설치 필터(230)를 가진다. 사이클론(228)은 카페트 섬유를 나사송곳 컨베이어(232) 속으로 넣고, 이때 섬유는 포장기(234)로 운반된다.
포장기(234)는 장치에서 재생된 카페트 섬유를 받아서 압축해서 포장한다. 포장섬유는 저장되거나 폐기되거나 소각된다; 바람직하게는 일부 카페트 재활용작업에서 재사용된다.
현탁분리기(224) 내의 더 무거운 물질은 이중 나사송곳 분리기(236) 속으로 들어간다. 분리기는 물질의 흐름을 두 개의 거의 동일한 흐름으로 분리하고, 그 다음에 그들 모두는 그 장치에 의해 평행하게 진행된다. 하나의 흐름은 제1공기컨베이어(238)에 의해 처리되고, 다른 흐름은 제2공기컨베이어(240)에 의해 처리된다. 카페트 물질의 두 흐름은 송풍기(242)(244)에 의해 두 개의 사이클론(246)(248)으로 끌어당겨지고, 두 개의 사이클론(246)(248)은 다시 카페트물질을 조절하고 교반한다. 사이클론(246)(248)에는 카페트 섬유가 환경 속으로 배출되는 것을 방지하기 위한 필터(250)(252)가 설치된다. 본 발명의 재생단계의 이 단계에서는, #9 사이클론을 사용하는 것이 현재 바람직하다.
두 개의 사이클론(246)(248)은 카페트 물질을 두 개의 입자제조기(254)(256) 속으로 떨어뜨린다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서 쿰버랜드 제조사의 모델 X1000 입자제조기인 이 입자제조기(254)(256)는 조각들이 스크린크기보다 더 작아질 때까지 카페트 물질을 분쇄하는데, 그 크기는 1/8인치 내지 1/2인치(바람직하게는 1/8인치)일 수 있다. 상기에서 설명한 바와 같이, 물질의 흐름은 분리기(236)에 의해서 두 개의 독립된 흐름으로 분리된다. 두 개의 평행한 #9 사이클론(246)(248)과 두 개의 입자제조기(254)(256)를 사용하는 것은 앞의 입자제조기(220)에서의 1/2인치 스크린보다 상당히 더 작은, 입자제조기에서의 1/8인치 스크린크기에 의해 일어나는 물질흐름의 어떤 "병목현상"의 발생을 감소시키는 것이 밝혀져 있다.
그 다음에 두 입자제조기(254)(256)는 송풍장치(258)(260)를 통해 단일 현탁분리기(262)로 물질을 보낸다. 현탁분리기(262)는 무거운 물질(이면재 및 다른 물질)로부터 가벼운 물질(카페트 섬유)을 분리한다. 가벼운 물질은 송풍기(264)를 통해 사이클론(228)으로 가고, 섬유는 결국 앞에서 설명한 바와 같이 포장된다. 무거운 물질은 진동정선기(266) 속으로 배출된다. 바람직한 실시형태에서 미드웨스트 스크린사(Midwest Screen, Inc.)의 장치인 정선기(266)도 무거운 물질로부터 가벼운 섬유성 물질을 분리한다. 가벼운 물질(또다시, 섬유)은 공기컨베이어(268)에 수집되고, 송풍기(270)를 통해 사이클론(272) 속으로 당겨진다. 바람직하게는 #19 사이클론인 사이클론(272)은 측면설치 필터(274)를 가지고 있고, 그 물질을 컨베이어(232) 속으로 배출하여, 포장기(234)에 공급한다.
정선기(266)에서의 무거운 물질은 공기컨베이어(276)에 의해 받아들여져, 송풍기(278)를 통해 현탁분리기(280)로 보내진다. 현탁분리기(280)는 카페트 섬유를 송풍기(282)를 통해 사이클론(272)으로 보내고, 섬유는 포장된다. 현탁분리기(280)에서의 무거운 물질은 카페트 섬유로 인한 오염도가 매우 낮은데, 이는 섬유가 4개의 분리단계에서 제거되었기 때문이다. 무거운 물질, 주로 카페트 이면재 조각은 송풍기(286)를 통해 사이클론(288)(바람직하게는 #10 사이클론)으로 보내지는데, 사이클론은 필터(290)를 통해 섬유의 마지막 남은 흔적을 제거하고, 이면재 조각을 전환기 밸브(292)를 통과해 호퍼(hopper)(294) 속으로 떨어뜨린다.
호터(294)에 수집된 카페트 이면재 조각은 본 발명에 따른 이후의 처리에 적합한데, 이는 실질적으로 모든 섬유가 제거되어 포장되었기 때문이다. 그 다음에 카페트 이면재는 본 발명의 재사용단계에 의해 사용될 수 있는데, 이는 도 3의 블럭도에서 기능적으로 설명된다.
본 발명의 한 실시형태에서 호퍼(294)로부터 직접 받아들여진 재생된 이면재 물질(310)은 특정 "방법"에 따라 많은 미사용 물질(312)과 먼저 혼합된다(단계 314). 본 발명의 한 실시형태에서, 재생된 물질(310)은 미사용 물질(312)이 필요하지 않은 충분한 질과 양일 수 있다. 그러나 재생된 물질(310)의 품질을 다양화하고 최종제품에 대한 원하는 품질을 다양화하기 위하여, 다른 양의 미사용 물질(312)이 본 발명에서 사용될 수 있다. 또한 발색제와 다른 물질들도 원한다면 이 단계에서 첨가될 수 있다.
그 다음에 혼합된 물질은 녹여져서(단계 316) 균질액을 형성하기 위하여 완전히 혼합된다. 이 뜨거운 액상 카페트 이면재 물질은 그 다음에 새로운 카페트 이면재로 사용하기에 적합한 형태로 압출성형된다(단계 318). 여전히 뜨겁지만, 그 형상을 계속 유지하도록 충분히 냉각된 후, 새로 형성된 카페트 이면재 물질은 새로운 섬유(322) 물질과 결합되어 새로운 카페트 속으로 함께 압형된다(단계 324). 선택적인 실시형태에서, 섬유(322)와 새로 형성된 카페트 이면재 물질은 별도의 접착제로 함께 접착될 수 있고, 이것은 이면재 물질이 냉각된 후 이루어질 수 있다. 그 다음에 새로운 카페트는 압연되어(단계 326) 원한다면 원하는 크기와 형상의 조각으로 절단된다(단계 328).
본 발명의 재사용단계를 수행하는데 사용되는 장치가 도 4에서 개략적으로 설명된다. 혼합기(410)는 제1호퍼(412) 내의 재생된 이면재 물질과 제2호퍼(414) 내의 미사용 물질을 받아들인다. 두 가지 형태의 혼합기가 본 발명에 사용하기에 적합하다. 부피측정 혼합기는 다른 속도로 호퍼로부터 물질을 공급하기 위하여 조절할 수 있다. 이 적용에서 바람직한 중력측정 혼합기는 물질이 규정된 무게비로 호퍼로부터 공급되도록 한다; 이것이 일반적으로 더 정확하다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 프로세스 컨트롤 주식회사(Process Control Corp.)의 X-시리즈 연속 중력측정 혼합기가 혼합기(410)로 사용된다.
혼합기(410)는 특정속도 및 양의 물질을 압출성형기(416)에 공급한다. 압출성형기(416)는 그 물질들이 통에 설치된 가열기 대역에 의해 가열되는 동안 압출성형기를 통과하여 물질을 공급하도록 작용하는 내부 나사송곳을 가진 통을 포함한다. 나사송곳은 녹은 물질을 혼합하여 금형(418)으로 보낸다. 압출성형기(416)는 금형(418)을 통과하는 녹은 물질을 눌러서, 그 물질이 원하는 형상을 나타내도록 한다.
새로운 카페트와 함께 사용되는 새로운 카페트 가장자리와 섬유는 롤(420)에서 유지되고 고가 컨베이어(422)를 통해 롤스탠드(424)로 공급된다. 롤스탠드(424)에서, 압출성형된 이면재 물질은 새로운 카페트 재료를 형성하기 위하여 새로운 가장자리와 섬유질에 눌려 붙여진다. 본 발명의 개시된 실시형태에서, 새로운 카페트 가장자리와 섬유는 롤스탠드(424)에서 녹은 물질에 부착된다. 본 발명의 다양한 선택적인 실시형태에서, 펠트나 유리섬유와 같은 다른 섬유재는 다른 적용을 위하여 이면재 물질에 부착될 수 있다.
그 다음에 새로운 카페트 재료는 냉각되고 수집되어 축압기(426)에서 압연되고, 절삭프레스(428)에서 원하는 대로 잘린다.
다양한 특정 장치와 부장치들이 본 발명의 한 예시적인 실시형태에서 사용하기 위하여 상기에서 설명되었지만, 본 발명에 따른 장치와 방법은 그들 특정 브랜드와 형태의 장치를 포함할 필요는 없고 다른 유사한 장치들이 치환될 수 있음을 알아야 할 것이다.
또한 본 발명은 사용된 카페트 재생작업에 관해서만 개시하고 설명했지만, 플라스틱병, 다른 플라스틱 소비물품, (계기반, 트렁크 라이너, 및 다른 이와 유사한 부품들과 같은) 자동차 인테리어, 및 다른 밀도의 물질들을 포함하는 다른 재활용할 수 있는 제품과 같이 다양한 다른 형태의 물질들의 재활용에 동일하게 적용할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
일부 예시적인 구조와 동작을 설명했지만, 본 발명은 거기에 한정되지 않고 그 범위는 다음에 기재된 특허청구범위에 따라 결정된다.

Claims (17)

  1. 폐기 카페트를 받아서 그것을 공기컨베이어에 의해 처리될 수 있도록 충분히 작은 제1조각들로 절단하는 절단기;
    폐기 카페트의 제1조각들을 받아서 제1스크린보다 작은 중간조각들로 분쇄하는 제1입자제조기;
    폐기 카페트의 중간조각들로부터 카페트 섬유를 분리하기 위한 제1분리기;
    폐기 카페트의 중단조각들을 받아서 제2스크린보다 작은 최종조각들로 분쇄하는 제2입자제조기;
    폐기 카페트의 최종조각들로부터 카페트 섬유를 분리하기 위한 제2분리기; 및
    폐기 카페트의 최종조각들로부터 카페트 섬유를 더 분리하기 위한 제3분리기를 포함하는,
    폐기 카페트로부터 이면재 물질을 재생하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1분리기는 현탁분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2분리기는 현탁분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3분리기는 진동정선기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1스크린은 1/2인치 이하의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2스크린은 1/8인치 이하의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 폐기 카페트의 최종조각들로부터 카페트 섬유를 더 분리하기 위한 제4분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제4분리기는 현탁분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서, 제1분리기, 제2분리기 및 제3분리기로부터 카페트 섬유를 수집하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수집수단은 포장기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 폐기 카페트의 최종조각들을 수집하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    폐기 카페트의 최종조각들을 받기 위한 혼합기;
    폐기 카페트의 최종조각들을 녹여서 새로운 이면재를 형성하기 위한 압출성형기; 및
    새로운 가장자리 물질에 새로운 이면재를 부착하기 위한 롤스탠드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 폐기 카페트를 송풍기에 의해 운반될 수 있도록 충분히 작은 조각들로 절단하는 단계;
    폐기 카페트 물질로부터 카페트 섬유를 부분적으로 제거하기 위하여 폐기 카페트 조각을 중간조각들로 분쇄하는 단계;
    중간조각들로부터 제거된 카페트 섬유를 분리하는 단계;
    카페트 섬유를 더 제거하기 위하여 중간조각들을 최종조각들로 더 분쇄하는 단계;
    폐기 카페트 물질의 최종조각들로부터 제거된 카페트 섬유를 분리하는 단계;
    폐기 카페트 물질의 최종조각들을 가벼운 물질과 무거운 물질로 선별하는 단계; 및
    무거운 물질을 재생되는 이면재 물질로 수집하는 단계를 포함하는,
    폐기 카페트 물질로부터 이면재 물질을 재생하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 가벼운 물질과 제거된 카페트 섬유를 포장기로 보내는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    재생된 이면재 물질을 혼합기에 넣는 단계;
    재생된 이면재 물질을 미사용 물질과 혼합하는 단계;
    새로운 이면재 물질을 형성하기 위하여 재생된 이면재 물질과 미사용 물질의 혼합물을 녹이는 단계;
    새로운 이면재 물질을 압출성형하는 단계; 및
    새로운 이면재 물질을 새로운 카페트 섬유에 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제품을 받아서 그것을 공기컨베이어에 의해 처리될 수 있도록 충분히 작은 제1조각들로 절단하는 절단기;
    제품의 제1조각들을 받아서 제1스크린보다 작은 중간조각들로 분쇄하는 제1입자제조기;
    제품의 중간조각들로부터 가벼운 물질을 분리하기 위한 제1분리기;
    제품의 중단조각들을 받아서 제2스크린보다 작은 최종조각들로 분쇄하는 제2입자제조기;
    제품의 최종조각들로부터 가벼운 물질을 분리하기 위한 제2분리기; 및
    제품의 최종조각들로부터 가벼운 물질을 더 분리하여, 무거운 물질을 얻기 위한 제3분리기를 포함하는,
    가벼운 물질과 무거운 물질을 포함하는 폐기된 제품으로부터 무거운 물질을 재생하기 위한 장치.
  17. 제품을 송풍기에 의해 운반될 수 있도록 충분히 작은 조각들로 절단하는 단계;
    제품으로부터 가벼운 물질을 부분적으로 제거하기 위하여 제품을 중간조각들로 분쇄하는 단계;
    중간조각들로부터 제거된 가벼운 물질을 분리하는 단계;
    가벼운 물질을 더 제거하기 위하여 중간조각들을 최종조각들로 더 분쇄하는 단계;
    제품의 최종조각들로부터 제거된 가벼운 물질을 분리하는 단계;
    제품의 최종조각들을 가벼운 물질과 무거운 물질로 선별하는 단계; 및
    무거운 물질을 수집하여 재생하는 단계를 포함하는,
    가벼운 물질과 무거운 물질을 포함하는 버려진 제품으로부터 무거운 물질을 재생하기 위한 방법.
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