KR20140079482A

KR20140079482A - 플라스틱 재료의 처리를 위한 장치

Info

Publication number: KR20140079482A
Application number: KR20147013026A
Authority: KR
Inventors: 클라우스 펠히팅어; 만프레드 해클
Original assignee: 에레마 엔지니어링 리싸이클링 마쉬넨 운트 안라겐 게젤샤프트 엠. 베.하.
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-06-26
Also published as: EP2766160A1; PT2766160E; CA2851949C; CN103930248A; BR112014008813B1; ES2561722T3; HK1200762A1; BR112014008813A2; EP2766160B1; MX2014004447A; AT512222B1; AU2012323810B2; JP6219829B2; DK2766160T3; US11931946B2; MX345434B; KR101744262B1; ZA201402101B; WO2013052981A1; DE202012012568U1

Abstract

본 발명은 회전축(10)을 중심으로 회전할 수 있는 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)를 갖는 용기(1)를 포함하는, 플라스틱을 전처리하고 후속하여 이송 또는 가소화하기 위한 장치에 관한 것으로, 측방향 벽(9)에 개구(8)가 형성되고, 이를 통해 플라스틱 재료가 배출될 수 있으며, 컨베이어(5)는 하우징(16) 내에서 회전하는 스크류(6)를 구비한다. 본 발명은 컨베이어(5)의 종방향 축(15)의 가상 연장부는 이송 방향(17)에 상반되는 회전축(10)에 의해 지나가고, 종방향 축(15)은 종방향 축(15)에 평행한 반경(11)에 관한 거리(18)만큼 출구 측부 상에서 오프셋되는 것을 특징으로 한다. 능동 용기 체적(SV)은 용기 또는 커터 콤팩터(1)의 공급 체적(BV)에 대하여 V = SV / BV 인 비율(V)의 관계에 있고, 여기서 4 ≤ V ≤ 30, 이고, 능동 용기 체적(SV)은 공식

를 갖고, D 는 용기(1)의 내경이며, 공급 체적(BV)은 공식

에 따라 결정되고, H 는 공급 개구(80)의 높이를 나타낸다.

Description

플라스틱 재료의 처리를 위한 장치 {APPARATUS FOR PROCESSING PLASTIC MATERIAL}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 장치에 관한 것이다.

종래 기술은 재생될 플라스틱 재료의 분쇄, 가열, 연화 및 처리를 위한 수용기(수용 용기) 또는 커터 콤팩터(compactor)를 포함하고, 또한, 이렇게 준비된 재료의 용융을 위한 압출기 또는 컨베이어가 그에 부착되어 있는 다양한 디자인의 다수의 유사한 장치를 개시한다. 여기서, 목적은 대부분 펠릿 형태로 가능한 최고의 품질의 최종 제품을 얻는 것이다.

예로서, EP 123 771호 또는 EP 303 929호는 수용기를 구비하고, 압출기가 그에 부착되어 있는 장치를 개시하고 있으며, 여기서, 수용기에 도입된 플라스틱 재료는 분쇄 및 혼합 기구의 회전을 통해 분쇄되고, 유동화되며 도입되는 에너지에 의해 동시에 가열된다. 따라서, 충분히 양호한 열적 균질성을 갖는 혼합물이 형성된다. 이 혼합물은 적절한 체류 시간 이후 수용기로부터 스크류 기반 압출기로 배출되고, 이송되며, 이 프로세스 동안 가소화 또는 용융된다. 여기서, 이 배열은 거의 분쇄 기구 높이에 스크류 기반 압출기를 갖는다. 연화된 플라스틱 입자는 따라서 혼합 기구에 의해 압출기로 능동적으로 강제되거나 채워진다.

오랜 시간 동안 알려져 온 대부분의 이들 디자인은 스크류의 배출 단부에서 얻어진 처리된 플라스틱 재료의 품질 및/또는 스크류의 양적 출력의 견지에서 불만스럽다. 연구들은 대부분 가소화 스크류인, 용기의 하류의 스크류에 대한 요구사항들은 작동의 코스 동안 상이하며, 이는 다른 배치들보다 처리될 제품의 어떠한 배치에 대하여 더 긴 용기 체류 시간에 기인한다는 것을 나타낸다. 용기 내의 재료의 평균 체류 시간은 용기 내의 충전 중량을 단위 시간 당 스크류로부터 배출되는 양으로 나눔으로써 계산된다. 하지만, 이러한 평균 체류 시간은, 언급된 것과 같이, 일반적으로 처리될 재료의 대부분에 대하여 유효하지 않지만, 대신 이러한 평균값으로부터 불규칙적인 상당한 위아래의 편차가 있다. 이러한 편차는 용기 안으로 연이어 도입되는 제품의 배치들의 성질의 차이, 예컨대 플라스틱 재료, 예컨대 포일 잔류물의 성질 또는 두께의 차이 또는 다른 제어 불가능한 경우들에 기인할 수 있다.

열적으로 그리고 기계적으로 균질한 재료에 대하여, 보통은 스크류의 계량 구역의 플라이트 깊이가 매우 크고 스크류 회전율이 매우 작게 유지될 때 스크류의 배출 단부에서 얻어지는 제품의 품질이 개선된다. 하지만, 스크류의 양적 출력을 증가시키거나 또는 예컨대 슈레더(shredder) 압출기 조합의 성능을 개선하는 것이 바람직하다면, 스크류 회전율은 그 후 상승되어야만 하고, 이는 전단 레벨이 또한 상승된다는 것을 의미한다. 하지만, 이는 스크류가 처리된 재료가 더 높은 기계적 그리고 열적 응력을 받게 하는 것을 야기하며, 따라서 플라스틱 재료의 분자 사슬에 대한 손상의 위험이 있다. 발생할 수 있는 다른 단점은, 특히 재생 재료의 프로세싱 동안의, 예컨대 마멸 입자들, 금속 부분들 등인, 이러한 재료에 존재하는 오염물들에 의한 스크류 및 그의 하우징의 더 큰 마모이며, 이들 오염물들은 스크류 또는 그의 베어링들에서 서로 교차하여 이들이 미끄러질 때 금속 부분들의 심각한 마모를 야기한다.

하지만, 느리게 진행하는 딥 컷(deep-cut) 스크류(큰 플라이트 깊이)와 빠르게 진행하는 스크류들 양쪽에서 발생하는 효과는, 이전에 언급된 것과 같이 스크류에 도입되는 재료의 개별 배치의 품질의 차이, 예컨대 박편(flake) 크기에서의 차이 및/또는 플라스틱 재료의 온도의 차이가 스크류의 배출 단부에서 얻어지는 플라스틱 재료의 비균질성에 관하여 불리한 효과를 갖는다는 것이다. 이러한 비균질성을 보상하기 위해, 압출기의 온도 프로파일은 실제로 상승되고, 이는 추가적인 에너지가 플라스틱 안으로 도입되어야만 하며, 따라서 플라스틱 재료는 언급된 열적 손상을 받게 되고 요구되는 에너지의 양이 증가한다는 것을 의미한다. 여기서 다른 결과는 압출기의 배출 단부에서 얻어지는 플라스틱 재료의 점성이 감소되고, 이는 재료가 더 자유 유동하게 하며 이는 이러한 재료의 추가의 프로세싱에서 어려움들을 수반한다는 것이다.

이로부터 스크류의 배출 단부에서 양호한 품질의 재료를 얻기 위해 유리한 프로세스 파라미터는 상호 모순되는 것을 볼 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 최초의 시도에서, 커터 콤팩터의 직경은 스크류의 직경에 대하여 증가되었다. 종래의 크기들과 비교한 용기의 이러한 확대는 용기에서 예열되는 플라스틱 재료의 기계적 및 열적 균질성을 개선하였다. 이러한 이유는 용기에 존재하는 재료의 양에 대한 그리고 이미 처리된 어떠한 정도에 대한 연속하여 추가되는 재료의 처리되지 않은 "차가운" 부분의 질량비가 보통 만연한 조건들 하에서보다 더 작고, 용기 내의 플라스틱 재료의 평균 체류 시간이 상당히 증가되기 때문이다. 이러한 질량비의 감소는 용기로부터 스크류 하우징에 진입하는 재료의 열적 및 기계적 균질성에 유리한 효과를 가졌고, 이에 의해 압출기 스크류 또는 응집 스크류의 단부에서 가소화된 또는 응집된 재료의 품질에 직접적인 유리한 효과를 가졌는데, 이는 스크류에 최초에 도입되는 제품이 적어도 대략적으로 동일한 기계적 및 열적 균질성이었고, 따라서 스크류 자체가 이러한 균질성을 달성하는 것이 요구되지 않았기 때문이다. 용기 내의 처리된 플라스틱 재료의 이론적 잔류 시간은 대략 일정했다. 또한, 확대된 용기를 갖는 이러한 유형의 시스템은 입력 부분의 정확도에 관하여 공지된 시스템들보다 덜 민감했다.

따라서 이러한 유형의 시스템은 원리적으로 효과적으로 그리고 유리하게 사용할 수 있었다. 하지만, 큰 직경의, 예컨대 1500 ㎜ 또는 그 초과의 직경을 갖는 용기 또는 커터 콤팩터를 사용하고, 비교적 긴 체류 시간을 갖는 시스템이 좋은 기능성을 갖더라도, 그리고 재생 품질이 높더라도, 이들은 요구되는 공간 및 효율에 있어서 이상적이지 않다.

이러한 시스템은 또한 재료의 취입에서 문제를 제기하며, 스크류에 재료의 적절한 양을 제공하는 것은 때때로 어려웠다.

이러한 공지된 장치에 의해 공유되는 다른 특징은 혼합 및 분쇄 기구의 이송 또는 회전 방향, 그리고 따라서, 재료 입자가 수용기 내에서 순환하는 방향 및 컨베이어, 특히 압출기의 이송 방향이 본질적으로 동일하거나 동일한 작용 방향(sense)을 갖는다는 것이다. 의도적으로 선택된 이러한 배열은 스크류 내로의 재료의 공급을 최대화하거나 스크류에 강제 공급하고자 하는 목적의 결과이다. 입자를 스크류의 이송 방향으로 이송 스크류 또는 압출 스크류에 공급하는 이러한 개념은 또한 매우 명확하며, 숙련자의 친숙한 사고와 일렬 선상에 있는데, 그 이유는 이것이 입자가 그 이동 방향이 반전될 필요가 없고 따라서 방향 변경을 위해 어떠한 추가적 힘도 작용할 필요가 없다는 것을 의미하기 때문이다. 여기서, 그리고, 추가적으로 파생된 개선형에서의 목적은 항상 스크류 충전을 최대화하고 이 공급 효과를 증폭시키는 것이다. 예로서, 원추 방식으로 압출기의 취입 영역을 연장시키거나 시클(sickle)의 형상으로 분쇄 기구를 굴곡시켜 이들 스크류 내로의 연화된 재료의 급송시 트라우엘(trowel)처럼 작용할 수 있게 하려는 시도가 또한 이루어져 왔다. 유입 측부 상에서 반경방향 위치로부터 용기에 관한 접선 방향 위치로의 압출기의 변위는 공급 효과를 추가로 증폭시키고, 순환 기구로부터 플라스틱 재료가 압출기 내로 이송 또는 강제되게 하는 힘을 증가시킨다.

이 유형의 장치는 원리적으로 기능할 수 있으며, 만족스럽게 동작하지만 반복된 문제를 갖고 있다.

예로서, 낮은 에너지 함량의 재료, 예를 들어, PET 섬유 또는 PET 포일, 또는 낮은 온도에서 점성화 또는 연화되는 재료, 예를 들어, 폴리락틱산(PLA)에서 반복적으로 관찰되는 효과는 압력 하에서 압출기 또는 컨베이어의 취입 영역으로 플라스틱 재료의 채움이 의도적으로 동일 작용 방향으로 이동하는 구성 요소에 의해 달성될 때, 이는 압출기의 취입 영역 직후에 또는 다르게는 압출기의 또는 스크류의 취입 영역 내에서 재료의 조기 용융을 유도한다는 것이다. 이는 일차적으로 스크류의 이송 효과를 감소시키고, 두 번째로, 커터 콤팩터 또는 수용기의 영역 내로의 이러한 용융물의 어떠한 반전 유동이 또한 있을 수 있어서 그 결과로 인해 아직 용융되지 않은 박편이 용융물에 점착되고, 결국 용융물이 따라서 냉각되며 어느 정도 응고되고, 결과적으로 어느 정도 응고된 용융물과 고체 플라스틱 입자로 이루어진 덩어리 또는 응집체를 형성한다. 이는 취입부의 막힘 및 혼합 및 분쇄 기구의 케이킹(caking)을 유발한다. 다른 결과는 압출기 또는 컨베이어의 처리량 또는 양적인 출력의 감소이며, 그 이유는 스크류의 적절한 충전이 더 이상 달성되지 못하기 때문이다. 여기서 혼합 및 분쇄 기구의 이동이 방해받게 되는 다른 가능성도 있다. 이런 경우, 시스템은 일반적으로 중단되고 전체적으로 세정되어야 한다.

또한, 그 용융 범위 부근까지 커터 콤팩터에서 이미 가열된 폴리머 재료에서 문제가 발생한다. 여기서, 취입 영역의 과충전이 발생하는 경우, 재료가 용융하고 취입이 저해된다.

또한, 소정 양의 종방향 신장 및 낮은 두께 또는 강성도를 갖는 대부분 방향성을 가지고 선형적인 섬유질 재료, 예로서, 스트립으로 절단된 플라스틱 포일에서 문제를 직면하게 된다. 그 주된 이유는 긴 재료는 스크류의 취입 개구의 유출 단부에 보유되고, 여기서 스트립의 일 단부는 수용기 내로 돌출하며 다른 단부는 취입 영역 내로 돌출한다. 혼합 기구 및 스크류가 동일 작용 방향으로 이동하거나 동일 이송 방향 성분 및 압력 성분을 재료 상에 작용하기 때문에, 스트립의 양 단부들은 동일한 방향으로 압력 및 인장을 받게 되고, 스트립의 방출이 불가능해 진다. 이는 결국 상기 영역에서의 재료의 축적을 유도하며 취입 개구의 단면을 협소화하고, 취입 성능을 악화시키고, 추가적 결과로서 처리량을 감소시킨다. 이 영역에서의 증가된 공급 압력은 더욱 용융을 유발할 수 있고, 이는 결국 서두에 언급한 문제를 유발한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점을 극복하고, 스크류에 의한 재료의 문제점 없는 취입을 가능하게 하며 심지어 민감성 또는 스트립 형인 이들의 취입을 가능하게 하고, 시간의 사용을 효율적으로 하고, 에너지를 절약하며, 공간 요구사항을 최소화하면서 높은 처리량으로, 고품질 재료를 제공하도록 이들 재료의 프로세싱 또는 처리를 가능하게 하는 방식으로 서두에 설명한 유형의 장치를 개선하는 것이다. 의도는 특별하게는 최소의 막힘으로 스크류로의 재료의 충전을 진행하는 것이다.

청구항 1의 특징적 특징은 서두에 언급한 유형의 장치로 이 목적을 달성한다.

여기서, 첫 번째 조치는 단지 단일 스크류만을 갖는 경우 컨베이어, 특히, 압출기의 중심 종방향 축, 또는 컨베이어가 하나보다 많은 스크류를 갖는 경우 취입 개구에 가장 근접한 스크류의 종방향 축의 가상 연장부가 컨베이어의 이송 방향에 대향한 방향으로 통과하고 회전축과 교차하지 않으며, 여기서, 유출 측부 상에서, 컨베이어가 단일 스크류를 갖는 경우 컨베이어의 종방향 축 또는 취입 개구에 가장 근접한 스크류의 종방향 축과, 종방향 축에 평행하고 컨베이어의 이송 방향으로 혼합 및/또는 분쇄 기구의 회전축으로부터 외향 진행하는 용기의 반경 사이에 오프셋 거리가 존재한다는 것이다.

혼합 기구의 이송 방향 및 컨베이어의 이송 방향은 따라서 더 이상 종래 기술에 알려진 바와 같이 동일 작용 방향이 아니며, 대신 적어도 미소한 정도로 반대 작용 방향이고, 따라서 서두에 언급한 채움 효과가 감소된다. 현재까지 공지된 장치와 비교한 혼합 및 분쇄 기구의 회전 방향의 의도적 반전은 취입 영역의 공급 압력을 감소시키고, 과충전 위험을 감소시킨다. 이 방식으로, 컨베이어의 취입 영역 내로 잉여 재료가 과도한 압력으로 채워지거나 트라우엘링되지 않고, 대신 대조적으로, 비록 취입 영역에 항상 충분한 재료가 존재하더라도 작용되는 추가적 압력이 작거나 거의 0이 되는 방식으로 결국 그 영역으로부터 잉여 재료를 제거하는 경향이 사실상 존재한다. 이 방법은 추가적 결과로서, 재료가 용융될 수 있는 국지적 압력 피크를 갖는 스크류의 과충전 없이, 스크류의 적절한 충전 및 스크류에 의한 충분한 재료의 일정한 취입을 제공할 수 있다.

따라서, 취입 영역에서, 재료의 용융이 방지되고, 이에 따라 작동 효율이 증가되며, 따라서 정비 간격이 길어지고, 가능한 수리 및 세정 조치에 기인한 가동 중단 시간이 감소된다.

감소된 공급 압력에 의해, 공지된 방식으로 스크류 충전 정도를 조절하기 위해 사용될 수 있는 대체 가능한 요소가 현저히 더욱 민감하게 작용하며, 스크류의 충전 정도가 매우 더 큰 정확도로 조절될 수 있다. 이는 특히 비교적 무거운 재료, 예로서, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 PET로 이루어진 리그라인드(regrind)를 위해 시스템을 작동시키는 이상적 지점을 더 용이하게 발견할 수 있게 한다.

놀랍게도 그리고 유리하게는, 본 발명에 따른 반대 작용 방향의 작동은 거의 융점으로 이미 연화되어 있는 재료의 취입을 개선시킨다는 것이 또한 밝혀졌다. 특히, 재료가 이미 반죽 또는 연화된 상태일 때, 스크류는 용기 벽에 인접한 반죽질 링으로부터 재료를 절단한다. 회전 방향이 스크류의 이송 방향인 경우에, 이 링은 대신 앞으로 추진되고 스크류에 의한 외부 층의 제거가 불가능하여 결과적으로 취입을 저해한다. 본 발명에 따른 회전 방향의 반전은 이를 회피한다.

또한, 상술한 스트립 형태 또는 섬유질 재료의 처리의 경우에 형성되는 보유 또는 누적 현상은 더 쉽게 해소될 수 있거나, 전혀 발생하지 않고, 그 이유는, 하류 또는 유출 측부 상의 혼합 기구의 회전 방향으로 배치된 개구 에지에서, 혼합 기구를 위한 방향 벡터와 컨베이어를 위한 방향 벡터가 거의 반대 방향을 향하거나 적어도 미소한 정도로 반대 작용 방향을 갖는 방향을 지향하며, 따라서, 긴 스트립이 상기 에지 주위로 굴곡되지 않고 그에 의해 보유될 수 없고, 대신 수용기의 혼합 와류에 의해 다시 동반되게 되기 때문이다.

본 발명에 따른 디자인의 전체 효과는 취입 성능이 개선되고 처리량이 현저히 증가된다는 것이다. 커터 콤팩터 및 컨베이어로 이루어진 전체 시스템의 안정성 및 성능이 따라서 증가되게 된다.

실험들은 또한 혼합 기구에 의한 와류의 형태의 회전으로 설정된 재료의 용량 또는 양과 스크류로의 진입 개구의 전방의 체적 사이에 상관이 있는 것을 출원인이 발견하고 인지하는 것을 가능하게 하였다. 진입 개구의 전방에 존재하는 이러한 체적은 또한 스크류의 직경에 의존하는데, 이는 이러한 직경이 재료 취입의 방식, 그리고 또한 단위 시간당 양을 결정하는 인수 중 하나이기 때문이다. 커터 콤팩터의 직경에 의존하는, 능동 커터 콤팩터 체적과 취입 개구의 높이 또는 영역에서의 용기에 위치되고 배출을 위해 이용 가능한 재료의 양 사이에 관계가 발견되었고, 이는 취입 개구의 높이에 의존하며, 실질적으로 취입 성능에 영향을 미친다. 언급된 비율의 준수는, 아마도 스크류의 이송 방향에 대한 기구의 특정한 회전 방향의 결과로서, 그리고 용기 내에 위치되고 취입 개구의 높이 내에 존재하며, 용기 내에 위치되는 재료의 전체 양의 특정 부분을 나타내는 공급 체적으로부터 재료의 결과적인 개선된 도입의 결과로서 실질적으로 취입 성능을 개선한다.

취입 개구의 높이(H)는 유리하게는 공식 H = k₁d 를 준수하며, 여기서 d 는 취입 개구의 영역에서 측정되는 스크류의 평균 직경이고 k₁ 은 상수이며, 0.3 ≤ k₁ ≤ 1.5, 바람직하게는 0.5 ≤ k₁ ≤ 1.15 이다. 따라서 스크류의 직경에 관한 관계를 수립하는 것이 가능하다. 취입 개구의 영역에서의 스크류 체적에 대한 커터 콤팩터 또는 용기의 공급 체적의 비율(VS), VS = BV / SE 은 유리하게는 20 ≤ VS ≤ 700, 바람직하게는 50 ≤ VS ≤ 450 이며, 여기서 스크류 체적은 공식

에 의해 규정되며 L 은 이송 방향으로 연장하는 취입 개구의 유효 길이이며 T 는 스크류의 플라이트 깊이이다.

스크류의 직경에 대한 관계를 수립하기 위해, 가능한 조치는 L 이 공식 L = k₂d 에 의해 규정되며 k₂ 는 상수인 것이며, 여기서 0.5 ≤ k₂ ≤ 3.5, 바람직하게는 1 ≤ k₂ ≤ 2.8, 및/또는 T 가 공식 T = k₃d 에 의해 규정되며 k₃ 은 상수인 것이며, 여기서 0.05 ≤ k₃ ≤ 0.25, 바람직하게는 0.1 ≤ k₃ ≤ 0.25, 특히 0.1 ≤ k₃ ≤ 0.2 이다. 따라서 취입 성능의 최적화를 허용하는 다른 유리한 관계를 발견하는 것이 가능하였다.

구체적인 재료를 고려하기 위해, 가능한 조치는 유효 길이에 인수가 제공되며,

이며, 여기서 F = 0.9 이다. 이러한 인수(F)는 존재할 수 있는 임의의 큰 스크류 플라이트 나선 각도, 그리고 구체적인 재료를 고려한다.

본 발명의 유리한 개발에 따라서, 컨베이어는 혼합 및/또는 분쇄 기구의 반경방향 최외측 지점에 의해 그려지는 원에 대해 또는 개구를 지나쳐 수송되는 플라스틱 재료에 대해 접선 방향이면서 수용기의 반경에 법선이고 혼합 및/또는 분쇄 기구의 회전 방향 또는 이동 방향을 지향하는 방향 벡터(회전 방향과 연계된 방향 벡터)와, 개구의 전체 영역에서 또는 각 개별 지점에서 또는 개구의 바로 반경방향 앞의 전체 영역에서 또는 각 개별 지점에서 컨베이어의 이송 방향과 연계한 방향 벡터의 스칼라 적이 0 또는 음이되는 방식으로 수용기 상에 배열된다. 개구의 바로 반경방향 앞의 영역은 개구의 앞에 있고 재료가 개구를 통과하려하지만 아직 개구를 지나가지는 않는 영역으로서 규정된다. 따라서, 서두에 언급한 장점이 달성되며, 채움 효과에 의해 발생하는, 취입 개구의 영역에서의 모든 유형의 응집의 효과적 회피가 이루어진다. 특히, 여기서 또한 혼합 기구 및 스크류의 서로에 관한 공간적 배열에 대한 의존성이 존재하지 않으며, 예로서, 회전축의 배향은 스크류의 또는 컨베이어의 종방향 축에 또는 기저 표면에 법선일 필요가 없다. 회전 방향과 연계된 방향 벡터 및 이송 방향과 연계된 방향 벡터는 바람직하게는 수평인 평면 또는 회전축에 법선이 되도록 배향된 평면 내에 있다.

다른 유리한 형태에서, 혼합 및/또는 분쇄 기구의 회전 방향과 연계된 방향 벡터와, 컨베이어의 이송 방향과 연계된 방향 벡터 사이에 포함된 각도는 90도 또는 그 초과이고 180도 또는 그 미만이며, 이 각도는 개구와 연계된, 그리고, 이동의 또는 회전 방향에 대한 상류에 위치된 에지에서, 특히 상기 에지 상에 있는 또는 개구 상의 지점이면서 가장 먼 상류에 위치되는 지점에서 2 개의 방향 벡터의 교차 지점에서 측정된다. 따라서, 이는 유리한 효과를 달성하기 위해 수용기 상에 컨베이어가 배열되어야만 하는 각도의 범위를 기술한다. 개구의 전체 영역 또는 개구의 각 개별 지점에서, 재료 상에 작용하는 힘은 따라서 적어도 작은 정도로 반대 작용 방향으로 배향되거나, 극단적 경우에는, 배향은 수직이고, 압력 중립이다. 개구의 어떠한 지점에서도 스크류와 혼합 기구의 방향 벡터들의 스칼라 적은 양이고, 심지어 개구의 서브영역에서도 어떠한 과도한 채움 효과도 발생하지 않는다.

본 발명의 다른 유리한 형태는 이동 또는 회전 방향과 연계된 방향 벡터와 이송 방향과 연계된 방향 벡터 사이에 포함된 각도가 개구의 중간으로부터 두 방향 벡터의 교차부의 지점에서 측정될 때 170도 내지 180도인 것을 제공한다. 이 유형의 배열은 예로서, 컨베이어가 커터 콤팩터 상에 접선 방향으로 배열될 때 관련된다.

어떠한 과도한 채움 효과도 발생하지 않는 것을 보증하기 위해, 종방향 축과 반경 사이의 거리 또는 오프셋은 유리하게는 스크류의 또는 컨베이어의 하우징의 내경의 절반 또는 그 초과일 수 있다.

또한, 이들 목적을 위해, 종방향 축과 반경 사이의 거리 또는 오프셋을 수용기의 반경의 5 또는 7% 또는 그 초과으로 또는 더 더욱 유리하게는 20% 또는 그 초과으로 설정하는 것이 유리할 수 있다. 긴 취입 영역을 갖는 또는 홈형 부싱이나 연장된 호퍼를 갖는 컨베이어의 경우에, 이 거리 또는 상기 오프셋이 수용기의 반경과 같거나 그보다 큰 것이 바람직할 수 있다. 이는 컨베이어가 수용기에 접선 방향으로 부착되거나 용기의 횡단면에 접선 방향으로 연장하는 경우 특히 그러하다.

스크류의 최외측 플라이트가 용기 안으로 돌출하지 않는 것이 유리하다.

여기서 특히 유리한 실시예에서, 컨베이어 또는 스크류의 종방향 축 또는 취입 개구에 가장 근접한 스크류의 종방향 축이 용기의 측벽의 내부 측부에 관하여 접선 방향으로 연장하거나, 하우징의 내부 벽이 그러하거나, 스크류의 인벨로핑 단부가 그러하다면, 스크류의 단부에 연결된 구동부가 존재하고 스크류가 그 대향 단부에서 배출 개구, 특히, 하우징의 단부에 배열된 압출기 헤드로 이송을 제공하는 것이 바람직하다.

반경방향으로 오프셋되지만 접선 방향으로 배열되지는 않은 컨베이어의 경우에, 적어도 단부에서 이송 방향에 대향한 방향으로 컨베이어의 종방향 축의 가상 연장부가 할선의 형태로 수용기 내의 공간을 통과하는 것이 유리하다.

실질적 분리 또는 전달 섹션, 예를 들어, 이송 스크류 없이 개구와 취입 개구 사이의 즉각적이고 직접적인 연결이 존재하도록 하는 것이 유리하다. 이는 재료의 효과적이고 비적극적인 전달을 가능하게 한다.

용기 내에서 순환하는 혼합 및 분쇄 기구의 회전 방향의 반전은 임의의 작용이나 부주의로부터 확실히 초래되지 않을 수 있으며, 특히 혼합 및 분쇄 기구의 배열이 특정한 방식으로 비대칭적이거나 방향 배향되어 있고 그 작용이 따라서 단지 단일 측부식 또는 단방향적이기 때문에(공지된 장치에서든 본 발명에 따른 장치에서든) 간단하게 혼합 기구를 반대 방향으로 회전하게 하는 것은 불가능하다. 이 유형의 장비가 고의적으로 잘못된 방향으로 회전되는 경우, 양호한 혼합 와류가 형성되지 않고, 재료의 부적절한 분쇄나 가열이 존재하지 않는다. 따라서, 각 커터 콤팩터는 그 변경 불가능하게 지정된 혼합 및 분쇄 기구의 회전 방향을 갖는다.

이에 관하여, 혼합 및/또는 분쇄 기구와 연계된 전방 영역 또는 전방 에지의 형성, 설정, 곡률 및/또는 배열의 방식은 플라스틱 재료 상에 작용하고 이동 또는 회전 방향이 후방 또는 뒤쪽인 영역과 비교가 이루어질 때 회전 또는 이동 방향의 지향점이 다르게 하는 것이 특히 유리하다.

여기서 유리한 배열은 혼합 및/또는 분쇄 기구 상에서, 이동 또는 회전 방향으로, 플라스틱 재료에 가열, 분쇄 및/또는 절단 효과를 갖는 기구 및/또는 블레이드가 배열되는 것이 제공된다. 기구 및/또는 블레이드는 샤프트 상에 직접적으로 체결되어 있거나, 바람직하게는 회전 가능한 기구 캐리어 상에 배열되거나, 각각 특히 기저 표면에 평행하게 배열된 캐리어 디스크 상에 배열되거나, 그 내부에 형성되거나 그 위에 선택적으로 단일 부재로서 몰딩될 수 있다.

원리적으로, 상술한 효과는 압축 압출기 또는 응집기 뿐만 아니라 압축 효과를 갖지 않거나 적은 압축 효과를 갖는 이송 스크류에도 관련된다. 여기서, 역시, 국지적 과공급이 회피된다.

다른 특히 유리한 형태에서, 수용기는 평준한 기저 표면을 가지고, 그에 관해 수직으로 배향된, 실린더의 재킷 형상을 갖는 측벽을 구비한, 본질적으로 원통형인 것이 제공된다. 다른 간단한 디자인에서, 회전축은 수용기의 중심축과 일치한다. 다른 유리한 형태에서, 용기의 중심축 또는 회전축은 기저 표면에 관하여 수직으로 및/또는 법선으로 배열된다. 이들 특별 기하학적 형상은 취입 성능을 최적화하고, 안정적이고 간단한 구조를 제공하는 장치 디자인을 갖는다.

이에 관하여, 또한 혼합 및/또는 분쇄 기구나, 복수의 서로 중첩된 혼합 및/또는 분쇄 기구가 제공되는 경우에는 베이스에 가장 근접한 최저의 혼합 및/또는 분쇄 기구가 기저 표면으로부터 작은 거리에, 특히 수용기의 높이의 저위 1/4의 영역에 배열되고, 또한 개구가 유사하게 배열되는 것을 제공하는 것이 유리하다. 여기서 거리는 취입 개구 또는 개구의 최저의 에지로부터 용기의 에지 영역의 용기 베이스까지 측정 및 규정된다. 대부분 코너에서 에지의 약간의 라운딩이 존재하며, 따라서, 거리는 측벽의 가상 연장부를 따라 개구의 최저의 에지로부터 하향하여 용기 베이스의 가상 외향 연장부까지 측정된다. 양호한 적절성을 갖는 거리는 10 내지 400 ㎜이다.

처리 프로세스의 다른 유리한 실시예에서, 혼합 및/또는 분쇄 기구의 반경방향 최외측 에지는 측벽에 거의 도달한다.

이 형상이 실용적 이유 및 제조 기술의 이유로 유리하지만 용기는 반드시 원형 횡단면을 갖는 원통형 형상을 가질 필요는 없다. 절두 원추형의 형상을 갖는 용기 또는 평면도에서 타원형 또는 난형(oval)인 원통형 용기인 예들 같이, 원형 횡단면을 갖는 원통형 형상으로부터 벗어나는 용기 형상일 때, 이 가상 용기의 높이가 그 직경과 동일하다는 가정하에서 원형 횡단면 및 동일 체적 용량을 갖는 원통형 용기로의 변환에 대한 계산이 필요하다. 여기서, 결과적 혼합 와류보다 실질적으로 높은(안전을 위해 요구되는 거리를 고려한 이후) 용기 높이가 무시되며, 그 이유는 이들 잉여 용기 높이는 사용되지 않고 따라서 재료의 프로세싱에 추가적 효과를 갖지 않기 때문이다.

컨베이어라는 표현은 주로 비압축 또는 압축해제 효과를 갖는 스크류, 즉, 순수 이송 효과를 갖는 스크류를 구비하는 시스템을 의미하지만, 또한 압축 효과를 갖는 스크류, 즉 응집 또는 가소화 효과를 갖는 압출기 스크류를 구비한 시스템도 의미한다.

본 내용에서, 압출기 및 압출기 스크류라는 표현은 재료의 완전한 또는 부분적 용융을 위해 사용되는 압출기 또는 스크류를 의미하며, 또한 응집을 위해 사용되지만, 연화된 재료를 용융시키지는 않도록 하기 위해 사용되는 압출기도 의미한다. 응집 효과를 갖는 스크류는 재료가 단지 짧은 시간 동안만 극심한 압축 및 전단을 받게 하지만 재료를 가소화하지는 않는다. 따라서 응집 스크류의 유출 단부는 완전히 용융되어 있지 않고 대신 단지 그 표면에서만 초기 용융되고 소결에 의한 것처럼 함께 케이킹되어 있는 입자로 구성된 재료를 전달한다. 그러나, 양 경우에, 스크류는 재료 상에 압력을 작용하고 재료를 압밀한다.

이하의 도면에 설명된 모든 예는 단일 스크류를 갖는 컨베이어, 예로서, 단일 스크류 압출기를 도시한다. 그러나, 대안적으로 하나보다 많은 스크류를 갖는 컨베이어, 예로서, 특히 적어도 동일한 직경(d)을 갖는 복수의 동일한 스크류를 구비하는 트윈 또는 다중 스크류 컨베이어나 트윈 또는 다중 스크류 압출기를 제공할 수도 있다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 도면이 개략적으로 도시하고 있으면서 도면이 실척으로 도시하고 있지는 않은, 제한적인 것으로 해석되지 않는 본 발명의 요지의 이하의 본 발명의 예에 대한 설명으로부터 자명하다.

도 1은 대략적으로 접선 방향으로 압출기가 부착되어 있는 본 발명에 따른 장치를 통한 수직 단면을 도시하며,
도 2는 도 1의 실시예를 통한 수평 단면을 도시하며,
도 3은 최소의 오프셋을 갖는 다른 실시예를 도시하며,
도 4는 비교적 큰 오프셋을 갖는 다른 실시예를 도시한다.

용기도 스크류도 혼합 기구도 그 자체로 또는 서로에 관하여 도면에 실척대로 그려진 것은 아니다. 따라서 예로서 용기는 실제로 대부분 더 크거나, 스크류는 여기에 도시된 것보다 더 길다.

플라스틱 재료를 처리 또는 재생하기 위한, 도 1 및 도 2에 도시된 유리한 커터 콤팩터-압출기 조합은 원형 횡단면, 평준한 수평 기저 표면(2) 및 실린더 재킷의 형상을 갖는 그에 법선방향으로 배향된 수직 측벽(9)을 갖는 원통형 용기 또는 커터 콤팩터 또는 슈레더(1)를 갖는다.

기저 표면(2)으로부터 작은 거리, 기저 표면(2)으로부터 측벽(9)의 최상부 에지까지 측정된 측벽(9)의 높이의 최대 약 10 내지 20% 또는 선택적으로 그 미만에 배열된 것은 기구 캐리어(13) 또는 기저 표면(2)에 평행하게 배향된 평준한 캐리어 디스크이며, 이 캐리어 또는 디스크는, 동시에 용기(1)의 중심축인, 회전 중심축(10) 주위로 화살표(12)로 표시된 이동 또는 회전 방향(12)으로 회전될 수 있다. 용기(1) 아래에 위치된 모터(21)는 캐리어 디스크(13)를 구동한다. 캐리어 디스크(13)의 상부 측부 상에서, 블레이드 또는 기구, 예를 들어, 커터 블레이드(14)가 배열되고, 캐리어 디스크(13)와 함께, 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)를 형성한다.

도면에 도시된 바와 같이, 블레이드(14)는 캐리어 디스크(13) 상에 대칭적으로 배열되지 않으며, 대신, 이동 또는 회전 방향(12)에 대면하는 그 전방 에지(22) 상에 특정 방식의 형성, 설정 또는 배열을 가져서, 이들은 플라스틱 재료 상에 특정 기계적 효과를 가질 수 있다. 혼합 및 분쇄 기구(3)의 반경방향 최외측 에지는 측벽(9)의 내부 표면으로부터 용기(1)의 반경(11)의 약 5%에 비교적 근접한 지점에 도달한다.

용기(1)는 정상부 부근에서, 충전 개구를 가지며, 이 충전 개구를 통해 처리될 제품, 예를 들어, 플라스틱 포일의 부분이 예로서 화살표 방향으로 이송 기기에 의해 충전된다. 용기(1)는 대안적으로 폐쇄된 용기일 수 있고, 적어도 산업적 진공 만큼 배기될 수 있으며, 재료는 밸브 시스템에 의해 도입된다. 상기 제품은 순환하는 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)에 의해 수용되며, 혼합 와류(30)를 형성하도록 상승되고, 여기서 제품은 수직 측벽(9)을 따라 상승하고, 대략적으로 유효 용기 높이(H)의 영역에서 내향 및 하향으로 중력하에 용기의 중심의 영역으로 다시 내려간다. 용기(1)의 유효 높이(H)는 대략적으로 용기의 내경(D)과 동일하다. 용기(1)에서, 따라서 혼합 와류(30)가 형성되고, 여기서 재료는 정상부로부터 저부까지 그리고 또한 회전 방향(12)으로 양자 모두로 와류 내에서 순환된다. 혼합 및 분쇄 요소(3) 또는 블레이드(14)의 이 특정 배열에 의해, 이 유형의 장치는 따라서 단지 이동 또는 회전의 지정된 방향(12)으로만 작동되고, 회전 방향(12)은 추가적 변경 없이 또는 쉽게 반전될 수 없다.

순환하는 혼합 및 분쇄 기구(3)는 도입된 플라스틱 재료를 분쇄 및 혼합하고, 그에 의해 이를 도입된 기계적 마찰 에너지로 가열 및 연화시키지만 이를 용융시키지는 않는다. 용기(1) 내에서 특정 체류 시간 이후, 균질화, 연화, 반죽화되지만 용융되지는 않은 재료는 이하에 상세히 설명된 바와 같이 개구(8)를 통해 용기(1)로부터 제거되고, 압출기(5)의 취입 영역으로 전달되고, 그곳에서 스크류(6)에 의해 수용되며 후속하여 용융된다.

본 경우에 단일의 분쇄 및 혼합 기구(3)의 레벨에서, 상기 개구(8)는 용기(1)의 측벽(9)에 형성되며, 전처리된 플라스틱 재료는 이 개구를 통해 용기(1)의 내부로부터 제거될 수 있다. 재료는 용기(1) 상에 접선 방향으로 배열된 단일 스크류 압출기(5)로 전달되고, 여기서 압출기(5)의 하우징(16)은 그 재킷 벽에 배치된, 스크류(6)에 의해 수용되는 재료를 위한 취입 개구(80)를 갖는다. 이 유형의 실시예는 도면의 스크류(6)의 상부 단부가 구동부로부터 자유롭게 유지될 수 있는 방식으로 단지 개략적으로 도시된 구동부에 의해 도면의 하부 단부로부터 구동될 수 있다는 이점을 갖는다. 스크류(6)에 의해 이송된 가소화된 또는 응집된 플라스틱 재료를 위한 배출 개구는 따라서, 예를 들어, 도시되지 않은 압출기 헤드의 형태로 이러한 상부 단부에 배열될 수 있다. 따라서 플라스틱 재료는 배출 개구를 통한 스크류(6)에 의한 편향 없이 이송될 수 있고, 이는 도 3 및 도 4에 따른 실시예에서는 쉽게 가능하지 않다.

개구(8)와 취입 개구(80) 사이의 재료의 전달을 위한 또는 재료의 이송을 위한 연결부가 존재하며, 본 경우에 개구(8)로의 이 연결부는 직접적이고 즉각적이며, 긴 개입 섹션 및 분리를 수반하지 않는다. 제공되는 모든 것은 매우 짧은 전달 영역이다.

하우징(16)에서, 그 종방향 축(15) 주위에 회전 가능하게 장착된 압축 효과를 갖는 스크류(6)가 존재한다. 스크류(6)의 종방향 축(15) 및 압출기(5)의 종방향 축은 일치한다. 압출기(5)는 화살표(17)의 방향으로 재료를 이송한다. 압출기(5)는 그 자체가 공지된 종래의 압출기이며, 그 내부에서 연화된 플라스틱 재료는 압축되고 따라서 용융되며, 용융물은 그 후 압출기 헤드에서 대향 단부에서 배출된다.

혼합 및/또는 분쇄 기구(3) 또는 블레이드(14)는 압출기(5)의 중앙 종방향 축(15)과 대략 동일한 레벨에 있다. 블레이드(14)의 최외측 단부는 스크류(6)의 플라이트로부터 적절한 분리를 갖는다.

도 1 및 도 2에 따른 실시예에서, 압출기(5)는 설명한 바와 같이 용기(1)에 접선 방향으로 부착되거나, 그 횡단면에 관하여 접선 방향으로 연장한다. 도면에서, 후방을 향한 압출기(5)의 이송의 방향(17)에 대향한 방향으로 스크류(6) 또는 압출기(5)의 중심 종방향 축(15)의 가상 연속부가 회전축(10)을 지나가고 회전축과 교차하지는 않는다. 유출 측부 상에서, 스크류(6) 또는 압출기(5)의 종방향 축(15)과 종방향 축(15)에 평행하면서 컨베이어(5)의 이송 방향(17)으로 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 회전축(10)으로부터 외향 진행하는 용기(1)의 반경(11) 사이에 오프셋 거리(18)가 존재한다. 본 경우에, 후방을 향한 압출기(5)의 종방향 축(15)의 가상 연속부는 용기(1) 내의 공간을 통해 통과하지 않지만 대신 용기로부터 짧은 거리로 이를 지나간다.

거리(18)는 용기(1)의 반경보다 다소 더 크다. 따라서 압출기(5)의 미소한 외향 오프셋이 존재하거나 취입 영역은 다소 더 깊다.

여기서, 표현 "대향", "상반" 및 "대향 작용 방향"은 이하에 상세히 설명된 바와 같이 예각을 이루고 있지 않은 서로에 관한 임의의 벡터 배향을 의미한다.

달리 말하면, 회전 방향(12)과 연계되고, 그 배향이 개구(8)를 지나가는 플라스틱 재료에 대해 접선 방향 또는 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 최외측 지점에 의해 그려지는 원에 대해 접선 방향이면서, 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 회전 또는 이동 방향(12)으로 지향하는 방향 벡터(19)와, 압출기(5)의 이송 방향과 연계되고 중심 종방향 축(15)에 평행한 이송 방향으로 진행하는 방향 벡터(17)의 스칼라 적은 개구(8)의 각 개별 지점에서 또는 개구(8)의 반경방향 바로 앞의 영역에서 모든 장소에서 0 또는 음이며, 어떠한 장소에서도 양은 아니다.

도 1 및 도 2의 취입 개구의 경우에, 회전 방향(12)을 위한 방향 벡터(19)와 이송 방향을 위한 방향 벡터(17)의 스칼라 적은 개구(8)의 모든 지점에서 음이다.

가장 먼 상류에 배치되고 개구(8)와 연계한 에지에서 또는 회전 방향(12)에 대한 가장 먼 상류에 배치되고 개구(8)와 연계된 지점(20)에서 측정된 이송 방향을 위한 방향 벡터(17)와 회전 방향을 위한 방향 벡터(19) 사이의 각도(α)는 대략 최대 약 170°이다.

도 2의 개구(8)를 따라 하향으로, 즉 회전 방향(12)으로 계속 진행할 때, 두 방향 벡터 사이의 비스듬한 각도는 계속하여 증가한다. 개구(8)의 중심에서, 방향 벡터 사이의 각도는 약 180°이고, 스칼라 적은 최대로 음이며, 그곳으로부터 더 하향하면서 각도는 실제로 180°보다 커지며, 결국 스칼라 적이 감소하지만, 여전히 음으로 유지된다. 그러나, 이들 각도는 더 이상 각도(α)라 지칭되지 않으며, 그 이유는 이들이 지점(20)에서 측정되지 않기 때문이다.

이송 방향(17)을 위한 방향 벡터와 회전 방향(19)을 위한 방향 벡터 사이의 개구(8)의 중심에서 측정된 도 2의 도면에 포함되지 않은 각도(β)는 약 178°내지 180°이다.

도 2에 따른 장치는 제1 제한적 경우 또는 극단 값을 나타낸다. 이 유형의 배열은 매우 비적극적 채움 효과나 특히 유리한 공급을 제공할 수 있으며, 이 유형의 장치는 긴 스트립의 형태의 제품을 위해 또는 용융 범위의 부근에서 처리되는 민감한 재료를 위해 특히 유리하다.

도 3은 압출기(5)가 용기(1)에 접선 방향이 아니라 대신 그 단부(7)에 의해 부착되어 있는 대안적 실시예를 도시한다. 압출기(5)의 하우징(16)과 스크류(6)는 용기(1)의 내부 벽의 형상에 대해 개구(8)의 영역에서 적응되고, 역방향으로 동일면이 되도록(flush)되도록 오프셋된다. 압출기(5)의 어떠한 부분도 개구(8)를 통해 용기(1) 내의 공간 내로 돌출하지 않는다.

여기서 거리(18)는 용기(1)의 반경(11)의 약 5 내지 10%에 대응하며, 하우징(16)의 내경(d)의 약 절반에 대응한다. 따라서 본 실시예는 최소 가능 오프셋 또는 거리(18)를 갖는 제2 제한적 경우 또는 극단 값을 나타내며, 여기서 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 이동 또는 회전 방향(12)은 압출기(5)의 이송 방향(17)에 적어도 미소하게 대향하며, 구체적으로 개구(8)의 전체 영역을 가로지른다.

가장 먼 상류에 위치된 임계 지점(20)에서 도 3의 스칼라 적은 정확하게 0이며, 여기서 이는 가장 먼 상류에 위치되고 개구(8)와 연계된 에지(20')에 위치된 지점이다. 도 3의 지점(20)에서 측정된, 이송 방향을 위한 방향 벡터(17)와 회전 방향(19)을 위한 방향 벡터 사이의 각도(α)는 정확히 90°이다. 개구(8)를 따라 더 하향으로, 즉 회전 방향(12)으로 진행하는 경우, 방향 벡터들 사이의 각도는 훨씬 더 커지고, 90°보다 큰 비스듬한 각도가 되며, 동시에 스칼라 적은 음이 된다. 그러나, 어떠한 지점에서도 또는 개구(8)의 어떠한 영역에서도 스칼라 적은 양이 아니거나 각도는 90°보다 작다. 따라서, 개구(8)의 서브영역에서도 어떠한 국지적 과공급이 발생하지 않으며, 어떠한 유해한 과도한 채움 효과도 개구(8)의 영역에서 발생할 수 없다.

이는 또한 순수 반경방향 배열에 관한 결정적 차이를 나타내며, 그 이유는 압출기(5)의 전체 반경방향 배열에서 에지(20')에서 또는 지점(20)에서 90°보다 작은 각도(α)가 존재하며, 도면에서 반경(11) 위에, 또는, 그 상류에 또는 그 유입 측부에 배치된 개구(8)의 이들 영역은 양의 스칼라 적을 갖기 때문이다. 따라서, 이는 국지적으로 용융된 플라스틱 제품이 이들 영역에서 누적될 수 있게 한다.

도 4는 압출기(5)가 유출 측부에서 도 3에서보다 다소 더 오프셋되어 있지만 여전히 도 1 및 도 2에서와 같이 접선 방향이 아닌 다른 대안 실시예를 도시한다. 본 경우에, 또한 도 3에서와 같이, 압출기(5)의 종방향 축(15)의 후향 가상 연속부는 할선 방식으로 용기(1) 내의 공간을 통과한다. 이 결과, 개구(8)는 용기(1)의 원주 방향으로 측정되며, 이는 도 3에 따른 실시예에서보다 넓다. 또한, 거리(18)는 도 3에서보다 대응적으로 더 크지만, 반경(11)보다 다소 더 작다. 지점(20)에서 측정된 각도(α)는 약 150°이고, 채움 효과는 따라서 도 3의 장치에 비해 감소되고, 이는 특정 민감한 폴리머를 위해 더욱 유리하다. 용기(1)로부터 볼 때 우측 내부 에지 또는 하우징(16)의 내부 벽은 용기(1)에 접선 방향이며, 따라서, 도 3과는 달리, 어떠한 비스듬한 전이부 에지도 존재하지 않는다.

도 1 내지 도 4는 커터 콤팩터(1)의 또는 용기의 직경(D), 스크류(6)의 직경(d) 그리고 취입 개구(80)의 유효 길이(L)를 나타낸다. 이러한 파라미터(D, d 및 L)는 단지 예시적이며 실척이 아닌 방식으로 묘사되며 실제 조건에 대응하지 않는 것에 주의해야 한다.

일련의 실험들은 용기(1)의 공급 체적(BV), 특히 취입 개구(80)의 전방에 위치된 체적에 대한 능동 용기 체적(SV), 즉 용기(1)의 능동 체적의 비율(V), V = SV / BV 는 4 ≤ V ≤ 30, 바람직하게는 5 ≤ V ≤ 25 인 것을 나타내며, 여기서 능동 용기 체적(SV)은 공식

에 의해 규정되며 D 는 용기(1)의 내경이며, 공급 체적(BV)은 공식

에 의해 규정되며, 여기서 H 는 취입 개구(80)의 높이이다. 파라미터(H)는 H 가 공식 H = k₁d 를 준수하도록 선택되고, 여기서 d 는 스크류(6)의 직경이고 k₁ 은 상수이며, 0.3 ≤ k₁ ≤ 1.5, 바람직하게는 0.5 ≤ k₁ ≤1.15 이다.

다른 조치는 취입 개구(80)의 영역 내의 스크류 체적(SE)에 대한 용기(1)의 공급 체적(BV)의 비율(VS), VS = BV / SE 는 20 ≤ VS ≤ 700, 바람직하게는 50 ≤ VS ≤ 450 인 것이며, 여기서 스크류 체적(SE)은 공식

에 의해 규정된다. L 은 이송 방향(17)으로 연장하는 취입 개구(80)의 유효 길이이며, 공식 L = k₂d 에 의해 규정될 수 있고, 여기서 k₂ 는 상수이며, 0.5 ≤ k₂ ≤ 3.5, 바람직하게는 1 ≤ k₂ ≤ 2.8 이며, T 는 스크류(6)의 플라이트 깊이이며, 공식 T = k₃d 에 의해 규정되고, 여기서 k₃ 는 상수이며, 0.05 ≤ k₃ ≤ 0.25, 바람직하게는 0.1 ≤ k₃ ≤ 0.2 이다.

마지막으로, 유효 길이(L)에 인수(F)가 구비되며,

이고, 여기서 0.85 ≤ F ≤ 0.95, 바람직하게는 F =0.9 인 것이 유리하다.

언급된 상수는 막힘을 피하고 처리량을 증가시키기 위해 상이한 재료 또는 상이한 재료의 공급 조성에 대하여 장치를 적응하는 것을 허용한다.

용기(1)는 바람직하게는 압출기가 컨베이어로서 부착되는 커터 콤팩터이다.

비원형 횡단면을 갖는 용기(1)의 경우에, 직경(D)은 원의 면적에 대한 용기의 횡단면적에 관한 계산에 의해 결정되고, 이러한 원의 직경은 용기 직경으로서 취해진다. 따라서 D 는 원통형 횡단면을 갖는 용기(1)의 ㎜ 단위의 내경이거나, 동일한 용량을 갖도록 계산된, 동일한 높이를 갖는 원통형 횡단면을 갖는 가상의 용기의 ㎜ 단위의 내경이다.

Claims

재생 목적을 위해, 플라스틱, 특히, 열가소성 폐기물의 전처리 및 후속 이송, 가소화 또는 응집을 위한 장치로서, 처리될 재료를 위한 용기(1)를 구비하고, 용기(1) 내에서 배열은 하나 이상의 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)를 가지고, 이 기구는 회전축(10)을 중심으로 회전하며, 플라스틱 재료의 혼합, 가열 및 선택적 분쇄를 위한 목적을 가지며,
그를 통해 전처리된 플라스틱 재료가 용기(1)의 내부로부터 제거될 수 있는 개구(8)가 베이스에 가장 근접한 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 레벨 또는 그 최저의 레벨의 영역에서 용기(1)의 측벽(9)에 형성되고,
하나 이상의 컨베이어(5), 특히, 일 압출기(5)가 전처리된 재료를 수용하도록 제공되고, 하나 이상의 스크류(6)를 가지며, 이 하나 이상의 스크류는 하우징(16) 내에서 회전하고, 특히 가소화 또는 응집 작용을 가지며, 하우징(16)은 그 단부(7)에 또는 그 재킷 벽에 위치된, 스크류(6)에 의해 수용되는 재료를 위한 취입 개구(80)를 가지고, 취입 개구(80)와 개구(8) 사이에 연결부가 존재하는, 장치에 있어서,
컨베이어(5)의 이송 방향(17)에 대향한 방향으로 취입 개구(80)에 가장 근접한 스크류(6) 또는 컨베이어(5)의 중심 종방향 축(15)의 가상 연속부가 회전축(10)을 지나가고 그와 교차하지 않으며, 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 이동 또는 회전 방향(12)으로 또는 유출 측부 상에서, 취입 개구(80)에 가장 근접한 스크류(6) 또는 컨베이어(5)의 종방향 축(15)과 종방향 축(15)에 평행하면서 컨베이어(5)의 이송 방향(17)으로 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 회전축(10)으로부터 외향 진행하는 용기(1)와 연계된 반경(11) 사이에 오프셋 거리(18)가 존재하며,
용기 또는 커터 콤팩터(1)의 공급 체적(BV)에 대한 능동 용기 체적(SV)의 비율(V), V = SV / BV 는 4 ≤ V ≤ 30, 바람직하게는 5 ≤ V ≤ 25 이며, 여기서 능동 용기 체적(SV)은 공식
에 의해 규정되며 D 는 용기(1)의 내경이며, 공급 체적(BV)은 공식
에 의해 규정되며, 여기서 H 는 취입 개구(80)의 높이인 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항에 있어서,
상기 취입 개구(80)의 높이(H)는 공식 H = k₁d 를 준수하고, 여기서 d 는 스크류(6)의 직경이고 k₁ 은 상수이며, 0.3 ≤ k₁ ≤ 1.5, 바람직하게는 0.5 ≤ k₁ ≤1.15 인 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
취입 개구(80)의 영역 내의 스크류 체적(SE)에 대한 용기(1)의 공급 체적(BV)의 비율(VS), VS = BV / SE 는 20 ≤ VS ≤ 700, 바람직하게는 50 ≤ VS ≤ 450 이며, 여기서 스크류 체적(SE)은 공식
에 의해 규정되고 L 은 이송 방향(17)으로 연장하는 취입 개구(80)의 유효 길이이며 T 는 스크류(6)의 플라이트 깊이인 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
L 은 공식 L = k₂d 에 의해 규정될 수 있고 k₂ 는 상수이며, 0.5 ≤ k₂ ≤ 3.5, 바람직하게는 1 ≤ k₂ ≤ 2.8 인 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
T 는 공식 T = k₃d 에 의해 규정되고, 여기서 k₃ 는 상수이며, 0.05 ≤ k₃ ≤ 0.25, 바람직하게는 0.1 ≤ k₃ ≤ 0.2 인 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유효 길이(L)에 인수(F)가 구비되며,
이고, 여기서 0.85 ≤ F ≤ 0.95, 바람직하게는 F =0.9 인 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
용기(1)와 접촉하는 컨베이어(5)에 대하여, 회전 방향(19)과 연계되면서 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 반경방향 최외측 지점에 의해 그려지는 원에 접선 방향인 또는 개구(8)를 지나 수송되는 플라스틱 재료에 접선 방향이면서 용기(1)의 반경(11)에 법선이고 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 이동 또는 회전 방향(12)을 지향하는 방향 벡터와, 개구(8)의 반경방향 바로 앞의 또는 개구(8)의 전체 영역이나 각 개별 지점에서 컨베이어(5)의 이송 방향과 연계된 방향 벡터(17)의 스칼라 적은 0 또는 음인 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 반경방향 최외측 지점의 회전 방향(19)과 연계된 방향 벡터와 컨베이어(5)의 이송 방향과 연계된 방향 벡터(17) 사이에 포함된 각도(α)는 90°또는 그 초과이고, 180°또는 그 미만이며, 개구(8)와 연계되고 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 이동 또는 회전 방향(12)에 관하여 상류에 위치된 유입 측부 에지에서 두 개의 방향 벡터들(17, 19)의 교차점에서, 특히 상기 에지 상에 또는 개구(8) 상에 있으면서 가장 먼 상류에 위치된 지점(20)에서 측정되는 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
컨베이어(5)의 이동 방향과 연계된 방향 벡터(17)와 이동 또는 회전 방향(12)과 연계된 방향 벡터(19) 사이에 포함된 각도(β)는 170°내지 180°이고, 개구(8)의 중간에서 두 방향 벡터(17, 19)의 교차 지점에서 측정되는 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
거리(18)는 스크류(6) 또는 컨베이어(5)의 하우징(16)의 내경의 절반 또는 그 초과이고, 및/또는 용기(1)의 반경의 7% 또는 그 초과, 바람직하게는 20% 또는 그 초과이거나, 거리(18)가 용기(1)의 반경 또는 그 초과인 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
이송 방향에 대향한 방향으로 컨베이어(5)의 종방향 축(15)의 가상 연속부는 용기(1)의 단면에 관해 할선 방식으로 배열되고, 적어도 단면에서 용기(1) 내의 공간을 통과하는 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
컨베이어(5)는 용기(1)에 접선 방향으로 부착되거나 용기(1)의 단면에 관하여 접선 방향으로 연장하고, 또는 취입 개구(80)에 가장 근접한 스크류(6)의 종방향 축 또는 스크류(6)나 컨베이어(5)의 종방향 축(15)은 용기(1)의 측벽(9)의 내부 측부에 관해 접선 방향으로 연장하거나, 하우징(16)의 내부 벽이 그러하거나, 스크류(6)의 인벨로핑 단부가 그러하고, 스크류(6)의 단부(7)에 연결된 구동부가 존재하며, 스크류는 그 대향 단부에서 배출 개구, 특히 하우징(16)의 단부에 배열된 압출기 헤드에 이송을 제공하는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
실질적 분리 없이, 특히 전달 섹션이나 이송 스크류 없이 개구(8)와 취입 개구(80) 사이에 즉각적이고 직접적인 연결이 존재하는 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
혼합 및/또는 분쇄 기구(3)는 이동 또는 회전 방향(12)으로 플라스틱 재료 상에 분쇄, 절단 및 가열 효과를 가지는 기구 및/또는 블레이드(14)를 포함하고, 기구 및/또는 블레이드(14)는 바람직하게는 특히 캐리어 디스크(13)인, 그리고 특히, 기저 표면(2)에 평행하게 배열되는 회전 가능한 기구 캐리어(13)에 또는 그 위에 형성 또는 배열되는 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
혼합 및/또는 분쇄 기구(3) 또는 블레이드(14)와 연계된 전방 영역 또는 전방 에지(22)의 형성, 설정, 곡률 및/또는 배열의 방식은 플라스틱 재료 상에 작용하며, 이동 또는 회전 방향(12)으로 후방 또는 배후에 있는 영역과 비교할 때 다른 이동 또는 회전 방향(12)으로 지향되는 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
용기(1)는 평준한 기저 표면(2)과 그에 관해 수직으로 배향된, 실린더의 재킷 형상을 갖는 측벽(9)을 구비한, 원형 단면을 갖는 본질적으로 원통형이고 및/또는 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 회전 축(10)은 용기(1)의 중심축과 일치하고, 및/또는 회전축(10) 또는 중심축은 수직으로 배향 및/또는 기저 표면(2)에 관해 법선방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
최저의 기구 캐리어(13) 또는 개구(8) 및/또는 혼합 및/또는 분쇄 기구(3)의 최저부는 기저 표면(2)으로부터 작은 거리에서, 특히 용기(1)의 높이의 최저의 1/4의 영역에서, 바람직하게는 기저 표면(2)으로부터 10 ㎜ 내지 400 ㎜의 거리에서 베이스에 근접하게 배열되는 것을 특징으로 하는,
장치.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
컨베이어(5)는 단일 압축 스크류(6)를 갖는 단일 스크류 압출기(6)이거나 트윈 또는 다중 스크류 압출기이고, 개별 스크류(6)의 직경(d)은 모두 동일한 것을 특징으로 하는,
장치.