KR20220027051A - 플라스틱 처리 장치 및 관련 방법 - Google Patents

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로버트 호지슨
토마스 클래런스 호지슨
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닐로 글로벌 리미티드
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Abstract

본 발명은 슬러리를 프로세스하기 위한 침연기(macerator)에 관한 것으로, 침연기는 20 mm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 입자들을 포함하는 입구 슬러리의 흐름을 수용하도록 구성된 입구; 출구; 서로에 대해 회전하는 2개 이상의 몸체를 포함하며, 각각의 몸체는 각각의 몸체를 통한 유로를 규정하기 위해 복수의 개구를 포함하고, 슬러리는 각각의 몸체의 적어도 하나의 개구를 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 출구 슬러리를 생성한다.

Description

플라스틱 프로세스 장치 및 관련 방법
본 발명은 플라스틱과 같은 투입 물질을 프로세스하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 플라스틱과 같은 투입 물질을 미세화하기 위한 침연기의 사용에 관한 것이다.
플라스틱은 가정용품 및 산업용품 모두에서 널리 사용되는 물질이다. 많은 국가는 폐플라스틱을 경제적이고 안전한 방식으로 프로세스하거나 활용하기 위해 분투하고 있다. 플라스틱을 다른 제품으로 재활용하는 것이 알려져 있지만, 플라스틱을 세척하고 원래 형태에서 원하는 입자 크기로 축소시킨 다음 재활용 제품에 재사용하기 위해 에너지와 자원을 필요로 한다.
본 발명의 목적은 플라스틱과 같은 기재를 미세화하는 방법을 제공하거나 적어도 대중에게 유용한 선택을 제공하는 것이다.
제1 양태에서, 본 발명은 슬러리를 프로세스하기 위한 침연기(macerator)에 관한 것으로, 침연기는:
20 mm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 입자들을 포함하는 슬러리의 흐름을 수용하도록 구성된 입구;
출구;
서로에 대해 회전하는 2개 이상의 몸체로서, 각각의 몸체는 각각의 몸체를 통한 유로를 규정하기 위해 복수의 개구를 포함하는, 2개 이상의 몸체를 포함하고,
슬러리는 각각의 몸체의 적어도 하나의 개구를 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 출구 슬러리를 생성한다.
제1 양태에서, 본 발명은 슬러리를 프로세스하기 위한 침연기에 관한 것으로, 침연기는:
20 mm 미만의 입자 크기를 갖는 입자들을 포함하는 슬러리의 흐름을 수용하도록 구성된 입구;
출구;
몸체들의 하나 이상의 쌍으로서, 몸체들의 쌍은 서로에 대해 회전하는 내부 몸체 및 외부 몸체를 포함하고, 각각의 몸체는 각각의 몸체를 통한 유로를 규정하기 위해 복수의 개구를 포함하는, 몸체들의 하나 이상의 쌍을 포함하고,
슬러리는 각각의 몸체의 적어도 하나의 개구를 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 출구 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서 본 발명은 슬러리를 프로세스하기 위한 침연기에 관한 것으로, 침연기는:
투입 물질의 입자들을 포함하는 슬러리의 흐름을 수용하도록 구성된 입구;
출구;
서로에 대해 회전하는 2개 이상의 몸체로서, 각각의 몸체는 각각의 몸체를 통한 유로를 규정하기 위해 복수의 개구를 포함하는, 2개 이상의 몸체를 포함하고,
슬러리는 각각의 몸체의 적어도 하나의 개구를 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 출구 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서, 본 발명은 플라스틱 슬러리를 프로세스하기 위한 침연기에 관한 것으로, 침연기는:
플라스틱 입자들을 포함하는 슬러리의 흐름을 수용하도록 구성된 입구;
출구;
서로에 대해 회전하는 2개 이상의 몸체로서, 각각의 몸체는 각각의 몸체를 통한 유로를 규정하기 위해 복수의 개구를 포함하는, 2개 이상의 몸체를 포함하고,
슬러리는 각각의 몸체의 적어도 하나의 개구를 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 출구 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서, 본 발명은 플라스틱 슬러리를 프로세스하기 위한 침연기에 관한 것으로, 침연기는:
20 mm 미만의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자들을 포함하는 슬러리의 흐름을 수용하도록 구성된 입구;
출구;
서로에 대해 회전하는 2개 이상의 몸체로서, 각각의 몸체는 각각의 몸체를 통한 유로를 규정하기 위해 복수의 개구를 포함하는, 2개 이상의 몸체를 포함하고,
슬러리는 각각의 몸체의 적어도 하나의 개구를 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 출구 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서, 본 발명은 슬러리를 프로세스하는 방법에 관한 것으로:
침연기를 제공하고 선택적으로 정쇄기를 제공하는 단계로서,
침연기는 입구 및 출구를 가지며, 침연기는 2개 이상의 몸체를 포함하고, 몸체들은 서로에 대해 회전하고, 각각의 몸체는 복수의 개구를 포함하여 각각의 몸체를 통한 유로를 규정하고, 내부 몸체 및 외부 몸체는 60 ㎛ 미만만큼 서로로부터 이격되고, 각각의 몸체는 복수의 개구를 포함하여 각각의 몸체를 통해 유로를 규정하고,
존재하는 경우, 정쇄기는 복수의 개구를 갖는 내부 시스(sheath), 및 내부 시스와 외부 시스 사이에 입구를 규정하는 내부 시스의 일 측에 대한 외부 시스, 및 입구로부터 개구들을 통해 출구까지의 유로를 규정하는 내부 시스의 다른 측 상의 출구를 포함하는, 제공하는 단계:
슬러리를 침연기 입구로 도입하는 단계로서, 슬러리는 20 mm 미만의 입자 크기를 갖는 입자들을 포함하고, 슬러리는 각각의 몸체의 개구들을 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성하여, 입자가 약 0.5 내지 약 10 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 큰 경우, 슬러리는,
i) 출구 슬러리가 약 10 내지 약 0.5 μm 또는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연기 입구 또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향하거나,
ii) 약 0.5 내지 10 μm 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성하기 위해, 정쇄기 입구로 도입되어 내부 시스 개구를 통해 정쇄기 출구로의 유로를 따라 이동하거나,
iii) (i) 및 (ii)의 조합으로 되는, 도입하는 단계를 포함하여,
프로세스 방법은 약 0.5 내지 10 μm 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서, 본 방법은 플라스틱 프로세스 방법에 관한 것으로,
침연기를 제공하고 선택적으로 정쇄기를 제공하는 단계로서,
침연기는 입구 및 출구를 가지며, 침연기는 2개 이상의 몸체를 포함하고, 몸체들은 서로에 대해 회전하고, 내부 몸체 및 외부 몸체는 60 ㎛ 미만만큼 서로로부터 이격되고, 각각의 몸체는 복수의 개구를 포함하여 각각의 몸체를 통해 유로를 규정하고,
정쇄기는, 존재하는 경우, 복수의 개구를 갖는 내부 시스, 및 내부 시스와 외부 시스 사이에 입구를 규정하는 내부 시스의 일 측에 대한 외부 시스, 및 입구로부터 개구들을 통해 출구까지의 유로를 규정하는 내부 시스의 다른 측 상의 출구를 포함하는, 제공하는 단계,
슬러리를 침연기 입구로 도입하는 단계로서, 슬러리는 20 mm 미만의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자들을 포함하고, 슬러리는 각각의 몸체의 개구들을 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 플라스틱 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성하여, 입자 크기가 약 0.5 내지 약 10 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 큰 경우, 슬러리는,
i) 출구 슬러리가 약 0.5 μm 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연기 입구 또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향하거나,
ii) 약 0.5 내지 10 μm 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱을 생성하기 위해, 정쇄기 입구로 도입되어 내부 시스 개구를 통해 정쇄기 출구로의 유로를 따라 이동하거나,
iii) (i) 및 (ii)의 조합으로 되는, 도입하는 단계를 포함하여,
프로세스 방법은 약 10 내지 약 0.5 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기의 입자를 포함하는 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서, 본 발명은 슬러리 프로세스 방법에 관한 것으로,
침연기를 제공하고 선택적으로 정쇄기를 제공하는 단계로서,
침연기는 입구 및 출구를 가지며, 침연기는 2개 이상의 몸체를 포함하고, 몸체들은 서로에 대해 회전하고, 몸체들의 쌍은 서로에 대해 회전하는 내부 몸체 및 외부 몸체를 적어도 포함하고, 각각의 몸체는 복수의 개구를 포함하여 각각의 몸체를 통해 유로를 규정하는, 제공하는 단계;
슬러리를 침연기 입구로 도입하는 단계를 포함하고, 슬러리는 각각의 몸체의 개구들을 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서, 본 발명은 플라스틱 슬러리 프로세스 방법에 관한 것으로,
침연기를 제공하고 선택적으로 정쇄기를 제공하는 단계로서,
침연기는 입구 및 출구를 가지며, 침연기는 2개 이상의 몸체를 포함하고, 몸체들은 서로에 대해 회전하고, 각각의 몸체는 복수의 개구를 포함하여 각각의 몸체를 통해 유로를 규정하는, 제공하는 단계,
슬러리를 침연기 입구로 도입하는 단계를 포함하고, 슬러리는 각각의 몸체의 개구들을 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서, 본 발명은 플라스틱을 프로세스하기 위한 시스템에 관한 것으로,
플라스틱 입자들을 포함하는 시스템 입구 슬러리를 수용하도록 구성된 입구;
시스템 출구 슬러리를 전달하도록 구성된 출구;
하나 이상의 침연기를 포함하고, 하나 이상의 침연기는 설명되는 침연기인 침연 스테이지를 포함하고,
시스템 입구 슬러리는 침연 스테이지에 제공되어 시스템 출구 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서, 본 발명은 슬러리를 프로세스하기 위한 시스템에 관한 것으로,
투입 물질의 입자 크기를 갖는 입자들을 포함하는 슬러리를 수용하도록 구성된 입구;
투입 물질의 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 입자들을 포함하는 슬러리를 배출하도록 구성된 출구;
하나 이상의 침연기를 포함하고, 하나 이상의 침연기는 설명되는 침연기인 침연 스테이지를 포함하고,
입구 슬러리는 침연 스테이지에 제공되어 출구 슬러리를 생성한다.
추가 양태에서, 본 발명은 미세화 플라스틱을 이용하는 복합 제품을 제조하기 위한 플라스틱의 용도에 관한 것이다.
추가 양태에서, 본 발명은 미세화 입자를 이용하는 복합 제품을 제조하기 위한 슬러리의 용도에 관한 것이다.
추가 양태에서, 본 발명은 복합 플라스틱 제품의 생성에 사용하기 위한 에멀젼(emulsion)으로서의 베이스 성분에 관한 것으로, 베이스 성분은,
■ 약 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 ㎛ 미만의 평균(mean) 입자 직경을 갖는 플라스틱 입자를 포함하는 슬러리인 제1 구성 요소로서, 제1 구성 요소의 플라스틱 입자들은 50 내지 80%의 폴리에틸렌 및 20 내지 50%의 다른 플라스틱을 포함하는, 제1 구성 요소;
■ 적어도 40%의 종이 및 기재를 포함하는 제2 구성 요소로서, 기재는 목재, 고무, 콘크리트 또는 이들의 조합에서 선택되는, 제2 구성 요소를 포함하고;
제1 및 제2 구성 요소는 혼합되어 에멀젼을 생성한다.
추가 양태에서, 본 발명은 복합 플라스틱 제품의 생성에 사용하기 위한 에멀젼으로서의 베이스 성분에 관한 것으로, 베이스 성분은,
■ 약 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 ㎛ 미만의 평균 입자 직경을 갖는 플라스틱 입자를 포함하는 슬러리인 제1 구성 요소로서, 제1 구성 요소의 플라스틱 입자들은 50 내지 80%의 폴리에틸렌 및 20 내지 50%의 다른 플라스틱을 포함하는, 제1 구성 요소;
■ 적어도 40%의 종이 및 기재를 포함하는 제2 구성 요소로서, 기재는 목재, 고무, 콘크리트 또는 이들의 조합에서 선택되는, 제2 구성 요소를 포함하고;
제1 및 제2 구성 요소는 혼합되어 에멀젼을 생성한다.
아래 실시예 중 임의의 하나 이상은 본원에 설명되는 임의의 양태 또는 이들의 임의의 조합과 관련될 수 있다.
바람직하게는, 본 프로세스는 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1 μm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 입자들을 생성하며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는 존재하는 경우, 정쇄기는 복수의 개구를 갖는 내부 시스, 및 내부 시스와 외부 시스 사이에 입구를 규정하는 내부 시스의 일 측에 대한 외부 시스, 및 입구로부터 개구들을 통해 출구까지의 유로를 규정하는 내부 시스의 다른 측 상의 출구를 포함한다.
바람직하게는, (슬러리의) 투입 물질은,
i) 출구 슬러리가 0.5 μm 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연기 입구 또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향하거나,
ii) 0.5 μm 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 입자를 생성하기 위해, 정쇄기 입구로 도입되어 내부 시스 개구를 통해 정쇄기 출구로의 유로를 따라 이동하거나,
iii) (i) 및 (ii)의 조합으로 되어,
프로세스 방법은 1 ㎛, 또는 0.5 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성한다.
바람직하게는, 슬러리는 약 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 mm의 입자 크기를 갖는 입자들을 포함하며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 내부 몸체와 외부 몸체는 약 20, 30, 40, 50, 60, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200 μm만큼 서로로부터 이격되며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
다른 실시예에서, 내부 몸체와 외부 몸체는 약 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 또는 60 ㎛만큼 서로로부터 이격되며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 출구는 입구 슬러리의 플라스틱 입자들의 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자들을 포함하는 출구 슬러리의 흐름을 제공하도록 구성된다.
바람직하게는, 침연기(들)의 출구 슬러리는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 플라스틱 입자 크기를 갖는다. 보다 바람직하게는, 사전 결정된 입자 크기는 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 또는 1 ㎛ 미만이고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 침연기(들)의 개구는 하나 이상의 슬롯을 포함한다.
바람직하게는, 슬롯은 수직으로, 및/또는 몸체의 최상부로부터 몸체의 바닥으로의 방향으로 위치된다.
바람직하게는, 슬롯은 몸체의 수직 또는 중심축에 대해 각을 이룬다.
바람직하게는, a) 내부 몸체 또는 내부 시스(sheath) 및 b) 외부 몸체 또는 외부 시스의 슬롯은 서로에 대해 수직하지 않게 배향된다.
바람직하게는, 상기 슬롯들은 공통 축에 배향된다.
일 실시예에서, 하나 이상의 상기 슬롯의 폭은 실질적으로 일정하다.
대안적인 실시예에서, 상기 슬롯은 몸체의 외부 표면, 내부 몸체와 외부 몸체 각각의 내부 표면까지 폭이 다양하다.
바람직하게는, 외부 표면의 슬롯의 폭은 내부 몸체와 외부 몸체 각각의 내부 표면에서의 슬롯의 폭보다 크다.
바람직하게는, 내부 몸체 및 외부 몸체 각각의 출구 표면에서의 슬롯의 폭은 각각의 몸체의 각각의 입구 표면에서의 슬롯의 폭보다 크다.
바람직하게는, 각각의 내부 몸체 및 외부 몸체의 내부 표면에서의 슬롯의 폭은 각 몸체의 외부 표면에서의 슬롯의 폭보다 크다.
바람직하게는, 외부 몸체의 슬롯은 내부 몸체의 슬롯보다 넓다.
바람직하게는, 외부 몸체의 슬롯은 내부 몸체의 슬롯보다 약 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240 또는 250% 더 넓고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 외부 몸체의 슬롯은 내부 몸체의 슬롯보다 약 150, 160, 170, 180, 190 또는 200% 더 넓고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 외부 몸체의 적어도 하나의 슬롯은 외부 몸체의 외부 표면으로부터의 돌출부를 포함한다.
바람직하게는, 외부 몸체의 외부 표면으로부터의 상기 돌출부는 블레이드(blade)를 포함한다.
바람직하게는, 외부 몸체의 외부 표면으로부터의 상기 돌출부는 외부 몸체의 외부 표면에 대해 예각으로 외부 몸체의 회전 방향으로 연장된다.
바람직하게는, 상기 돌출부는 약 5, 10, 15, 20, 25 또는 30 도의 각도로 연장되고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 상기 돌출부는 약 15 도의 각도로 연장된다.
바람직하게는, 하나 이상의 슬롯의 폭은 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 mm이고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 내부 몸체는 중심축을 중심으로 회전 가능하고, 외부 몸체는 고정되어 있다.
바람직하게는, 외부 몸체는 중심축을 중심으로 회전 가능하고, 내부 몸체는 고정되어 있다.
바람직하게는, 내부 몸체 및 외부 몸체는 축을 중심으로 회전 가능하다.
바람직하게는, 침연기는 내부 몸체 샤프트를 포함하고, 상기 내부 몸체 샤프트는 하나 이상의 내부 몸체의 중심축에 대해 하나 이상의 내부 몸체의 회전을 허용하도록 하나 이상의 내부 몸체에 커플링되도도록 구성되고, 선택적으로 하나 이상의 내부 몸체 샤프트에는 고속 수냉식 베어링이 제공된다.
바람직하게는, 침연기는 외부 몸체 샤프트를 포함하고, 하나 이상의 외부 몸체 샤프트는 하나 이상의 외부 몸체의 중심축에 대해 하나 이상의 외부 몸체의 회전을 허용하도록 하나 이상의 외부 몸체에 커플링되도록 구성되고, 선택적으로 하나 이상의 외부 몸체 샤프트에는 고속 수냉식 베어링이 제공된다.
바람직하게는, 상기 내부 몸체 샤프트 및/또는 외부 몸체 샤프트 중 하나 이상은 적어도 하나의 모터에 커플링되고, 상기 적어도 하나의 모터는 내부 몸체 샤프트 및/또는 외부 몸체 샤프트를 회전시키도록 구성된다.
바람직하게는, 내부 몸체 또는 외부 몸체는 몸체들의 쌍에 대한 입구 유로를 제공하도록 구성된 입구 몸체이고, 상기 내부 몸체 또는 외부 몸체 중 다른 하나는 몸체들의 쌍을 위한 출구 유로를 제공하도록 구성된 출구 몸체이다.
바람직하게는, 입구 몸체의 적어도 하나의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 출구 몸체의 적어도 하나의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수보다 크다.
바람직하게는, 침연기는 몸체들의 하나 이상의 쌍을 포함하고, 상기 몸체들의 쌍 중 적어도 하나의 쌍의 내부 몸체 및 외부 몸체는 서로에 대해 동심으로 위치된다.
바람직하게는, 침연기는 복수의 몸체들의 쌍을 포함하고, 각각의 몸체들의 쌍은 서로의 몸체들의 쌍에 대해 동심으로 위치된다.
바람직하게는, 침연기는 적어도 몸체들의 제1 쌍, 및 몸체들의 제2 쌍을 포함하고, 선택적으로 침연기는 몸체들의 제3 쌍 및 선택적으로 몸체들의 하나 이상의 추가 쌍을 포함한다.
바람직하게는, 침연기의 입구로부터 침연기의 출구까지의 유로는 몸체들의 제1 쌍, 후속하여 몸체들의 제2 쌍을 통하고, 선택적으로 몸체들의 제3 쌍을 통하고, 선택적으로 몸체들의 상기 하나 이상의 추가 쌍을 통한다.
바람직하게는, 몸체들의 각 쌍을 통한 슬러리의 진행은 슬러리에서 플라스틱의 입자 크기를 점진적으로 감소시키도록 구성된다.
바람직하게는, 몸체들의 제1 쌍은 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나) 및 출구 몸체(상기 내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하며, 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 20 mm이고, 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 17 mm이다.
바람직하게는, 몸체들의 제2 쌍은 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나) 및 출구 몸체(상기 내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하며, 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 17 mm이고, 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 12 mm이다.
바람직하게는, 몸체들의 제3 쌍은 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나) 및 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하며, 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 12 mm이고, 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 3 mm이다.
바람직하게는, 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로는 각각의 몸체들의 쌍의 각 몸체의 개구를 통해 제공된다.
바람직하게는, 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로는 각각의 중간 몸체를 통해 최내측 몸체로부터 최외측 몸체로 제공된다.
바람직하게는, 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로는 각각의 중간 몸체를 통해 최외측 몸체로부터 최내측 몸체로 제공된다.
바람직하게는, 입구 슬러리의 흐름은 내부 몸체의 내부 표면 및/또는 최내측 몸체 쌍의 내부 몸체의 내부 표면에 제공된다.
바람직하게는, 입구 슬러리의 흐름은 외부 몸체의 외부 표면 및/또는 최외측 몸체 쌍의 외부 몸체의 외부 표면에 제공된다.
바람직하게는, 입구 슬러리는 약 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 mm의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 포함하고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 출구 슬러리는 약 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 μm보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 포함하며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 출구 슬러리는 플라스틱 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 포함하고, 플라스틱 입자 크기는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작다.
바람직하게는, 플라스틱 입자 크기는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 크며, 출구 슬러리가 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 출구 슬러리는 침연기 입구 및/또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향한다.
바람직하게는, 외부 몸체에 대한 내부 몸체의 회전은 플라스틱 입자에 전단 응력을 가한다.
바람직하게는, 입구 슬러리는 적어도 하나의 액체를 포함한다.
바람직하게는, 외부 몸체 및 외부 몸체는 동심으로 배열된다.
바람직하게는, 시스템은 복수의 침연기를 포함한다.
바람직하게는, 시스템은 직렬로 배열된 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 침연기를 포함하고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 시스템은 병렬로 배열된 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 침연기를 포함하고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 하나 이상의 침연기 중 하나의 출구 슬러리는 하나 이상의 침연기 중 다른 것의 입구 및/또는 동일한 침연기의 입구로 향하도록 구성된다.
바람직하게는, 시스템은 적어도 제1 침연기, 및 제2 침연기 쌍을 포함하고, 선택적으로 시스템은 제3 침연기, 및 선택적으로 하나 이상의 추가 침연기를 포함한다.
바람직하게는, 유로는 시스템의 입구로부터 시스템의 출구까지 제1 침연기, 후속하여 제2 침연기, 선택적으로 후속하여 제3 침연기, 및 선택적으로 후속하여 하나 이상의 추가 침연기를 통해 제공된다.
바람직하게는, 제1 침연기는 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나) 및 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하고, 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 20 mm이고, 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 17 mm이다.
바람직하게는, 제2 침연기는 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나) 및 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하고, 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 17 mm이고, 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 12 mm이다.
바람직하게는, 제3 침연기는 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나) 및 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하고, 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 12 mm이고, 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 12 mm이다.
바람직하게는, 내부 몸체에 대한 외부 몸체의 회전은 외부 몸체 회전축 상에서의 외부 몸체의 회전을 포함하고, 외부 몸체는 외부 몸체 회전축을 따라 실질적으로 원형 단면을 갖는 몸체를 포함한다.
바람직하게는, 외부 몸체에 대한 내부 몸체의 회전은 내부 몸체 회전축 상에서의 내부 몸체의 회전을 포함하고, 내부 몸체는 내부 몸체 회전축을 따라 실질적으로 원형 단면을 갖는 몸체를 포함한다.
바람직하게는, 내부 몸체 및 외부 몸체 각각은 각각의 내부 몸체 회전축 및 외부 몸체 회전축을 따라 실질적으로 원형인 단면을 갖는다.
바람직하게는, 외부 몸체 회전축은 내부 몸체 회전축과 동일하여, 외부 몸체와 내부 몸체의 회전은 동심이다.
바람직하게는, 내부 몸체는 a) 원뿔대형(frusto-conical) 몸체, b) 원뿔형 몸체, 및 b) 원통형 몸체 중 하나를 포함한다.
바람직하게는, 외부 몸체는 a) 원뿔대형 몸체, b) 원뿔형 몸체, 및 b) 원통형 몸체 중 하나를 포함한다.
바람직하게는, 내부 몸체 및 외부 몸체 각각은 a) 원뿔대형 몸체, b) 원뿔형 몸체, 및 b) 원통형 몸체 중 하나를 포함한다.
바람직하게는, 침연기를 통한 용매의 유속은 분 당 약 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 또는 1,000 리터이며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 침연기를 통한 용매의 유속은 분 당 약 80, 90, 100, 100 또는 120 리터이다.
바람직하게는, 입구 슬러리에서 물질에 대한 담체(예를 들면, 물) 용매의 비는 약 0.5 Kg의 물질에 대한 약 1 L의 용매, 내지 약 1 Kg의 물질에 대한 약 0.5 L의 용매이며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 슬러리는 물질(예를 들면, 플라스틱)의 약 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 또는 50 중량%을 포함하고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 침연기에 제공되는 플라스틱에 대한 담체(예를 들면, 물) 용매의 비는 약 1 Kg의 플라스틱에 대한 약 1 L의 담체 용매의 비이다.
바람직하게는, 시스템 출구 슬러리는 플라스틱 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 포함하고, 플라스틱 입자 크기는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작다.
바람직하게는, 플라스틱 입자 크기는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 크며, 출구 슬러리가 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 하나 또는 복수의 침연기의 출구 슬러리는 침연기 입구 및/또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향한다.
바람직하게는, 입구 슬러리는 출구 슬러리가 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연 스테이지를 통해 재순환된다.
바람직하게는, 시스템은 교반 스테이지를 추가로 포함하고, 교반 스테이지는 침연 스테이지 전에 위치하며, 시스템 입구 슬러리는 교반 스테이지의 입구에 제공되고, 교반 스테이지의 출구는 교반된 슬러리를 침연 스테이지에 제공한다.
바람직하게는, 교반기는 스터러(stirrer)를 포함하는 용기를 포함하고, 스터러는 용기 내에서 시스템 입구 슬러리를 교반하여 교반된 슬러리를 생성하도록 구성된다.
바람직하게는, 교반기는 하나 이상의 배플(baffle)을 포함하고, 하나 이상의 배플은 용기의 벽으로부터 연장된다.
바람직하게는, 시스템은 정쇄 스테이지를 추가로 포함하고, 정쇄 스테이지는 적어도 하나의 정쇄기를 포함하고, 정쇄 스테이지는 침연 스테이지 뒤에 위치되어 침연 스테이지로부터 침연된 슬러리를 수용한다.
바람직하게는, 정쇄기는 복수의 개구를 갖는 내부 시스(sheath), 및 내부 시스와 외부 시스 사이에 입구를 규정하는 내부 시스의 일 측에 대한 외부 시스, 및 입구로부터 개구를 통해 출구까지의 유로를 규정하는 내부 시스의 다른 측 상의 출구를 포함한다.
바람직하게는, 정쇄기에 있어서 내부 시스 및 외부 시스는 원뿔형이다.
바람직하게는, 내부 시스는 실질적으로 연속적인 표면이다.
바람직하게는, 외부 시스는 메쉬 물질을 포함한다.
바람직하게는, 내부 시스는 메쉬 또는 격자형 물질이거나 이를 포함하고, 외부 시스는 실질적으로 연속적인 표면을 갖는다.
바람직하게는, 내부 시스와 외부 시스 사이의 간격은 실질적으로 일정하다.
바람직하게는, 내부 시스와 외부 시스 사이의 간격은 10 mm 미만이다.
바람직하게는, 내부 시스와 외부 시스 사이의 간격은 약 5.0, 4.5, 4.0, 3.5, 또는 3.0 mm 미만이고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 내부 시스와 외부 시스 사이의 간격은 약 1 내지 약 2 mm이고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 입자가 약 0.5 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 큰 경우, 슬러리는,
(i) 시스템 출구 슬러리가 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연기 입구 또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향하거나,
(ii) 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱을 생성하기 위해, 정쇄기 입구로 도입되어 내부 시스 개구를 통해 정쇄기 출구로의 유로를 따라 이동하거나,
(iii) (i) 및 (ii)의 조합으로 된다.
바람직하게는, 시스템은 에멀젼화(emulsification) 스테이지를 추가로 포함하고, 선택적으로 에멀젼화 스테이지는 정쇄 및 침연 스테이지에 후속하여 위치된다.
바람직하게는, 시스템은 전프로세스 스테이지를 추가로 포함하고, 전프로세스 스테이지는 미가공 물질로부터 입구 슬러리용 입자를 생성하도록 구성된다.
바람직하게는, 전프로세스 스테이지는 과립기(granulator)를 포함한다.
바람직하게는, 전프로세스 스테이지는 약 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 mm의 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성하도록 구성되고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 시스템은 침연기, 및 에멀젼 유닛을 냉각시키고, 선택적으로 임의의 베어링을 냉각시키도록 구성된 수냉식 시스템을 추가로 포함한다.
본원에 개시된 숫자의 범위(예를 들어, 1 내지 10)에 대한 언급은 해당 범위 내의 모든 유리수(예를 들어, 1, 1.1, 2, 3, 3.9, 4, 5, 6, 6.5, 7, 8, 9 및 10) 및 또한 해당 범위 내의 유리수의 임의의 범위(예를 들어, 2 내지 8, 1.5 내지 5.5 및 3.1 내지 4.7)에 대한 언급을 포함한다.
본 발명은 또한 개별적으로 또는 총괄적으로 본 출원의 명세서에 언급되거나 표시된 부분, 요소 및 피처, 및 상기 부분, 요소 또는 피처의 임의의 2개 이상의 임의의 또는 모든 조합으로 광범위하게 구성되는 것으로 말할 수 있으며, 여기서 본 발명과 관련된 기술 분야에서 알려진 등가물을 갖는 특정 완전체(integar)가 본원에 언급된 경우, 이러한 알려진 등가물은 개별적으로 설명되는 것처럼 본원에 통합되는 것으로 간주된다
본 명세서에서, 특허 명세서 및 다른 문서를 포함하는 정보의 외부 소스를 참조한 경우, 이는 일반적으로 본 발명의 특징을 논의하기 위한 맥락을 제공하기 위한 것이다. 달리 언급되지 않는 한, 이러한 정보의 소스에 대한 참조는 어떠한 법역에서도 이러한 정보의 소스가 종래 기술이거나 해당 분야의 통상의 일반적인 일반 지식의 일부를 형성한다는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "포함하는(comprising)"은 "적어도 부분적으로 구성되는"을 의미한다. 본 명세서에서 해당 용어를 포함하는 설명을 해석할 때, 각 설명에서 해당 용어 뒤에 관련 특징을 모두 서술해야 하지만 다른 특징도 존재할 수 있다. "포함하다(comprise)" 및 "포함된(comprised)"과 같은 관련 용어는 동일한 방식으로 해석되어야 한다.
다음으로, 본 발명을 단지 예로서 그리고 도면을 참조하여 설명한다:
도 1은 몸체의 쌍을 갖는 침연기의 도면을 도시하며, 여기서 몸체는 원통형의 형태이다.
도 1a는 수직 회전축을 갖는 침연기의 단면도를 도시한다.
도 1b는 수평 회전축을 갖는 침연기의 단면도를 도시한다.
도 1c는 6개의 몸체를 갖는 침연기의 평면도를 도시하며, 화살표는 회전 방향을 나타낸다.
도 1d는 하우징을 갖는 침연기의 도면을 도시한다.
도 1e는 수직 회전축을 갖는 침연기의 측면도를 도시한다.
도 1f는 수평 회전축을 갖는 침연기의 측단면도를 도시한다.
도 1g는 침연기의 단면도를 도시한다.
도 2는 몸체의 제1 쌍 및 몸체의 제2 쌍을 갖는 침연기의 도면을 도시한다.
도 3은 침연기의 외부도를 도시한다.
도 4는 침연기의 원통형 몸체를 도시한다.
도 5는 플라스틱을 프로세스하는 시스템 및/또는 방법의 다이어그램을 도시한다.
도 6은 플라스틱 프로세스 시스템의 다이어그램을 도시한다.
도 7은 복수의 침연기를 갖는 침연 스테이지를 도시한다.
도 8은 교반 스테이지를 도시한다.
도 9는 정쇄기를 도시한다.
도 10은 침연기의 실시예를 통한 단면도를 도시한다.
도 11은 침연기의 실시예를 통한 단면도를 도시한다.
투입 물질(예를 들어, 플라스틱)을 프로세스하기 위한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 본 시스템, 방법 및 장치는 투입 물질(예를 들어, 플라스틱)을 마이크론 입자 크기로 프로세스하는 데 사용될 수 있다. 프로세스된 투입 물질은 투입 물질 입자 및 하나 이상의 액체를 포함하는 슬러리의 일부일 수 있다.
본원에 사용된 용어 "슬러리"는 액체를 포함한 혼합물에 현탁된 고체입자 혼합물, 또는 그 일부를 지칭한다. 바람직하게는, 슬러리는 약 10, 20, 30, 40, 50, 또는 60%의 고체 입자를 포함한다. 일부 실시예에서, 슬러리는 액상에 현탁된 입자의 균질한 분산물이다.
명세서에서 입자 크기라는 용어는 입자의 평균 크기 및/또는 입자의 최대 치수를 설명하는 데 사용된다. 입자 크기라는 용어가 슬러리 내 입자의 크기를 말할 때, 슬러리의 모든 단일 입자가 이러한 입자 크기를 가질 수 있는 것은 아니며, 대신 이는 상당한 양의 입자일 수 있음으로 이해한다.
본 시스템, 방법 및 장치는 다양한 투입 플라스틱을 프로세스하기 위해 사용될 수 있다.
본 명세서는 플라스틱의 프로세스를 언급하지만, 본 시스템, 방법 및 장치가 상이한 투입 물질 및/또는 입자 유형을 갖는 다양한 투입 슬러리를 프로세스하기 위해 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
1. 투입 물질의 소스
입구 슬러리에 제공된 투입 물질은 미세화하고자 하는 임의의 물질일 수 있다.
예를 들어, 고체 물질은 플라스틱일 수 있다. 플라스틱은 임의의 플라스틱 소스로부터 획득될 수 있다.
폐플라스틱은 이러한 프로세스에 유용한 플라스틱 소스를 제공한다. 많은 국가에서 폐플라스틱은 환경 문제를 야기하여, 사회는 이러한 플라스틱을 경제적이고 안전하게 재활용하거나 폐기하기 위해 분투하고 있다. 투입되는 폐플라스틱은 예를 들어, 폐기물 재활용 프로세스에서 유래된 플라스틱 유형일 수 있다. 그러나, 원하는 배출 슬러리에 따라 다양한 유형의 투입 플라스틱이 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
폐플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PETE 또는 PET), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌 또는 스티로폼(PS), 폴리카보네이트, 폴리락티드, 아크릴, 아크릴로니트릴 부타디엔, 스티렌, 유리 섬유, 고무, 종이 및 나일론 중 임의의 것의 혼합물일 수 있다. 이러한 폐플라스틱 혼합물은 예를 들어, 혼합 플라스틱 폐기물 스트림에서 유래할 수 있다.
사회에서의 플라스틱의 광범위한 사용을 감안할 때, 폐플라스틱은 통상적으로 플라스틱 병(예를 들어, 우유, 탄산 음료, 물병, 세척 제품), 플라스틱 용기(예를 들어, 기름, 식품 항목과 같은 산업 제품용) 및 포장(경질 또는 연질)과 같은 매일의 폐제품으로부터 유래할 수 있지만, 폐제품의 제품 목록이 매우 광범위하다는 것을 일 수 있을 것이다.
바람직하게는, 투입 플라스틱은 우선 그 크기를 약 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 mm 미만의 입자 크기로 줄이도록 프로세스되며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 5 내지 약 20, 약 5 내지 약 18, 약 5 내지 약 12, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 9, 약 6 내지 약 20, 약 6 내지 약 19, 약 6 내지 약 17, 약 6 내지 약 14, 약 6 내지 약 10, 약 6 내지 약 8, 약 7 내지 약 20, 약 7 내지 약 16, 약 7 내지 약 13, 약 7 내지 약 11, 약 7 내지 약 8, 약 8 내지 약 20, 약 8 내지 약 17, 약 8 내지 약 14, 약 8 내지 약 10, 약 9 내지 약 20, 약 9 내지 약 15, 약 9 내지 약 12, 약 10 내지 약 20, 약 10 내지 약 17, 약 10 내지 약 14, 약 11 내지 약 20, 약 11 내지 약 17, 약 11 내지 약 14, 약 12 내지 약 20, 약 12 내지 약 15, 약 13 내지 약 20, 약 13 내지 약 18, 약 14 내지 약 20, 약 14 내지 약 19, 약 15 내지 약 20 또는 약 15 내지 약 17 mm).
원래의 플라스틱 제품을 상술한 바와 같은 입자 크기로 줄이는 다양한 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 절단 및/또는 압출기, 파쇄기, 과립기 또는 그라인더의 사용이 있다. 절단 및 압출 머신(예를 들어, 미국 특허 9.744,689호 참조)은 하우징에 도입된 임의의 플라스틱이 나이프에 의해 더 작은 입자로 절단되도록 하우징에서 회전하는 하나 이상의 나이프를 포함할 수 있다. 일부 머신에서, 플라스틱은 나이프의 작용으로 인해(즉, 마찰에 의해 생성된 열에 의해) 녹기 시작하거나 녹을 수 있으며, 이러한 녹거나 부분적으로 녹은 플라스틱이 압출기에 진입할 수 있으며, 여기서 나사가 절단 블레이드로부터 멀어지게 플라스틱을 운반한다. 그 후, 플라스틱은 압출되어 압출기 출구에서 작은 팰릿으로 절단될 수 있다.
파쇄기(예를 들어, 미국 특허 6,241,170호 참조), 과립기(예를 들어, 미국 특허 6,749,138호 참조) 및 그라인더(예를 들어, 미국 특허 5,547,136호 또는 독일 특허 DE 19614030 A1호 참조)는 다시 하우징에서 회전하여 플라스틱이 절단 휠 또는 롤러와 하우징의 내부 표면 사이를 통과할 때 플라스틱에 대한 절단 휠 또는 롤러의 작용을 통해 플라스틱의 크기를 줄이는 단일 또는 복수의 절단 휠 또는 롤러를 포함할 수 있다. 대안적으로, 플라스틱은 2개 이상의 나이프 또는 롤러의 뱅크 사이를 통과할 수 있으며, 일부 경우에는 중첩되어, 이러한 통과로 인해 플라스틱이 절단되거나 연마된다.
이러한 프로세스는 통상적으로 회전이 플라스틱을 더 작은 입자 또는 단편으로 절단하는 회전식 나이프 또는 낫 모양의 나이프를 사용한다.
입구 또는 투입 슬러리는 하나 이상의 액체(용매)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 액체는 물 또는 메틸 클로라이드, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
일부 실시예에서, 입구 슬러리의 중량에 의한 액체 대 플라스틱의 비는 0.1:1, 0.2:1, 0.3:1, 0.4:1, 0.5:1, 0.6:1, 0.7:1, 0.8:1, 0.9:1, 1:1, 1:0.1, 1:0.2, 1:0.3. 1:0.4, 1:0.5, 1:0.6, 1:0.7, 1:0.8 또는 1:0.9이고, 임의의 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
2. 교반 스테이지
교반기는 상술한 바와 같이 약 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 mm의 입자 크기를 갖는 (플라스틱과 같은) 고체 물질을 수용하며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 5 내지 약 20, 약 5 내지 약 18, 약 5 내지 약 14, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 8, 약 6 내지 약 20, 약 6 내지 약 17, 약 6 내지 약 15, 약 6 내지 약 10, 약 6 내지 약 8, 약 7 내지 약 20, 약 7 내지 약 18, 약 7 내지 약 15, 약 7 내지 약 12, 약 7 내지 약 9, 약 8 내지 약 20, 약 8 내지 약 18, 약 8 내지 약 16, 약 8 내지 약 15, 약 8 내지 약 13, 약 8 내지 약 12, 약 9 내지 약 20, 약 9 내지 약 15, 약 9 내지 약 13, 약 10 내지 약 20, 약 10 내지 약 16, 약 10 내지 약 14, 약 11 내지 약 20, 약 11 내지 약 18, 약 11 내지 약 15, 약 12 내지 약 20, 약 12 내지 약 17, 약 12 내지 약 15, 약 13 내지 약 20, 약 13 내지 약 19, 약 13 내지 약 16 또는 약 14 내지 약 20 mm).
일부 실시예에서, 교반기는 균질하거나 반-균질한 입자 크기를 갖는 물질을 수용한다. 예를 들어, 교반기는 약 8 mm의 입자 크기를 갖는 물질을 수용할 수 있다. 다른 실시예에서, 물질의 입자 크기는 크기 분포를 가지며, 이에 의해 물질의 적어도 90, 91, 92, 93, 94 또는 95%가 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 11 mm의 평균(mean) 입자 직경을 가지며, 임의의 적절한 범위가 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 5 내지 약 11, 약 5 내지 약 9, 약 5 내지 약 8, 약 6 내지 약 11, 약 6 내지 약 10, 약 6 내지 약 8, 약 7 내지 약 11, 약 7 내지 약 10, 약 7 내지 약 8 또는 약 8 내지 약 11 mm).
다양한 실시예에서, 투입 물질의 입자 크기는 입자 크기 분포를 가지며, 이에 의해 입자의 적어도 90%가 약 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 11 mm의 직경을 갖는다. 일 실시예에서, 본 발명은 입자의 적어도 90%가 집단의 평균 직경의 1 mm 이내의 직경을 갖는 물질 입자의 집단에 관한 것이다.
일부 실시예에서, 교반기는 그 단부에 적어도 하나의 블레이드를 갖는 스터러를 포함하는 용기 또는 탱크의 형태이다.
시스템 입구 슬러리는 교반 스테이지(60)의 입구에 제공되고, 교반 스테이지(60)의 출구는 교반된 슬러리를 침연 스테이지에 제공한다.
교반기 스테이지(60)는 스터러(62)를 포함하는 용기(61)를 포함할 수 있다. 교반기(62)는 용기(61) 내의 시스템 입구 슬러리를 교반하여 교반된 슬러리를 생성하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 교반기는 용기 내에 와류를 생성한다. 이론에 구속됨이 없이 와류는 폐플라스틱 입자가 용기에 현탁된 상태를 유지하도록 지원하여, 폐플라스틱이 용기 바닥에 가라앉는 것을 방지한다.
대안적으로, 폐플라스틱의 밀도가 담체 액체의 밀도보다 작은 경우, 플라스틱은 용기 내에서 적어도 부분적으로 부유할 수 있다. 이러한 구성에서, 스터러는 바람직하게는 용기 내에 와류 또는 흐름을 생성하여 용기 내에서 부유하는 플라스틱을 침연기(10)에 대한 용기의 출구쪽으로 아래로 끌어당길 수 있다.
스터러는 바람직하게는 용기 내에서 물과 같은 용매와 플라스틱의 균질한 혼합물을 생성한다.
교반기의 스터러는 바람직하게는 슬러리 내 물질의 실질적인 균질성을 달성하는 회전 속도로 동작한다. "실질적인"이란 적어도 70, 75, 80, 85, 90 또는 95%의 균질성을 의미한다. 이론에 구속됨이 없이 이러한 정도의 균질성은 침연기 막힘(jamming) 없이 침연기(10)에의 물질의 원하는 투입 공급 속도를 달성하기에 충분하다. 예를 들어, 스터러는 대략 100 RPM 내지 대략 5,000 RPM의 속도로 동작될 수 있다.
일부 형태에서, 스터러는 용기로부터 고정된 양의 플라스틱을 프로세스하는 동안 동작 속도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 용기의 용매 부피에 대한 플라스틱의 질량 또는 부피가 프로세스 동작 동안 감소하는 경우, 용기의 출구로부터의 그리고 침연기(10)로의 플라스틱의 일정하거나 실질적으로 일정한 유속을 유지하기 위해, 스터러의 동작 속도가 증가될 수 있다. 예를 들어, 스터러는 대략 2,000 RPM에서 시작하여, 교반기로부터 고정된 양의 플라스틱의 프로세스의 종료까지 대략 5,000 RPM으로 증가될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 일부 형태에서 스터러의 동작 속도는 용기 내의 플라스틱 입자의 크기 또는 평균 크기에 따라 제어될 수 있다.
일부 실시예에서, 교반기는 하나 이상의 배플(53)을 포함하고, 하나 이상의 배플은 용기의 내벽으로부터 연장된다. 이론에 구속됨이 없이 배플은 플라스틱 입자를 용기의 중앙에 유지하도록 작용할 수 있다.
스터러는 플라스틱의 입자 크기를 더욱 줄이는 작용을 할 수 있다.
일부 실시예에서, 플레이트가 스터러 위에 위치된다. 플레이트는 스터러 블레이드의 직경과 대략 동일한 직경을 갖는다. 바람직하게는, 블레이드의 직경은 스터러 블레이드의 직경의 80, 95, 90, 95, 100, 105, 110, 115 또는 120%이며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
일부 실시예에서, 교반 스테이지의 출구로부터의 폐플라스틱은 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 또는 4.0 mm의 입자 크기를 갖고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 0.5 내지 약 4.0, 약 0.5 내지 약 3.0, 약 0.5 내지 약 2.5, 약 0.5 내지 약 1.5, 약 1.0 내지 약 4.0, 약 1.0 내지 약 3.5, 약 1.0 내지 약 2.5, 약 1.5 내지 약 4.0, 약 1.5 내지 약 3.5, 약 1.5 내지 약 2.5, 약 2.0 내지 약 4.0, 약 2.0 내지 약 3.5, 약 2.0 내지 약 3.0, 약 2.5 내지 약 4.0, 약 2.5 내지 약 3.5, 약 2.5 내지 약 3.0, 또는 약 3.0 내지 약 4.0 mm).
플라스틱은 설명된 바와 같이 슬러리로서 교반기의 입구에 진입한다. 플라스틱 입자와 함께 슬러리를 형성하는 액체는 물 또는 용매 또는 이들의 조합일 수 있다.
슬러리를 형성하기에 적절한 용매는 할로알칸(예를 들어, 메틸 클로라이드)을 포함한다.
일부 실시예에서 교반기는 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10분 동안 동작되며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
일부 실시예에서, 교반기는 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 또는 4.0 mm보다 작은 입자 크기에 도달한 플라스틱 입자와 함께 슬러리가 교반기의 출구를 빠져나오는 연속적인 프로세스로서 실행되며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 0.5 내지 약 4.0, 약 0.5 내지 약 3.0, 약 0.5 내지 약 2.5, 약 0.5 내지 약 1.5, 약 1.0 내지 약 4.0, 약 1.0 내지 약 3.5, 약 1.0 내지 약 2.5, 약 1.5 내지 약 4.0, 약 1.5 내지 약 3.5, 약 1.5 내지 약 2.5, 약 2.0 내지 약 4.0, 약 2.0 내지 약 3.5, 약 2.0 내지 약 3.0, 약 2.5 내지 약 4.0, 약 2.5 내지 약 3.5, 약 2.5 내지 약 3.0, 또는 약 3.0 내지 약 4.0 mm).
이러한 입자 크기 선택은 원하는 크기 미만의 플라스틱 입자를 통과시킬 수 있는 메쉬 크기를 갖는 메쉬와 같은 출구 파이프 상의 입자 크기 선택기의 사용을 통해 달성될 수 있다. 스터러는 출구에서 크기 선택기 주위에 더 큰 크기의 플라스틱 입자가 축적되는 것을 방지하도록 작용한다.
3. 침연기
프로세스는 예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 침연기(10)의 사용을 포함한다. 침연기(10)는 본원에 설명된 바와 같은 시스템 또는 방법의 일부를 형성할 수 있다. 침연기(10)는 입구(11)를 포함할 수 있다. 입구(11)는 플라스틱 입자를 포함하는 입구 슬러리의 흐름을 수용하도록 구성될 수 있다. 침연기(10)는 또한 출구(12)를 포함할 수 있다. 출구(12)는 침연기(10)로부터 출구 슬러리를 제공하도록 구성될 수 있다.
침연기(10)는 몸체의 쌍 또는 적층 관계의 복수의 몸체로서 둘 이상의 몸체(13)를 포함한다. 따라서, 몸체(13)는 적어도 내부 몸체(14) 및 외부 몸체(15)를 포함한다. 내부 몸체(14) 및 외부 몸체(15)와 같은 각각의 인접한 몸체는 서로에 대해 회전한다. 예를 들어, 하나의 몸체가 고정되고 인접한 몸체가 회전하거나, 두 몸체가 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 침연기는 단일 쌍의 몸체(14(내부) 및 15(외부))를 포함한다. 플라스틱은 "A"에서 입구이고, "B"에서 출구이다. 대안적으로, 침연기는 도 1c에 도시된 바와 같이 2개 초과의 몸체를 가질 수 있다. 도 1c는 6개의 몸체를 갖는 침연기의 평면도이다. 도 1c에서 화살표로 표시된 것은 각 몸체의 진행 방향이다. 최외측 몸체부터 시작하여, 고정된 상태로 유지하는, 즉 회전하지 않는 것을 나타낸다. 제2 몸체는 반시계 방향으로 회전한다. 일 실시예에서 최외측 몸체는 제2 몸체와 반대로 회전할 수 있으며, 따라서 이 예에서는 시계 방향이다. 제3 몸체는 시계 방향으로 회전하고 다음 몸체는 반시계 방향으로 회전한다.
내부 몸체(14)와 외부 몸체(15)는 약 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 또는 1,000 RPM의 회전 속도로 서로에 대해 회전하며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 100 내지 약 1000, 약 100 내지 약 900, 약 100 내지 약 700, 약 100 내지 약 600, 약 100 내지 약 500, 약 200 내지 약 1000, 약 200 내지 약 800, 약 200 내지 약 700, 약 200 내지 약 600, 약 200 내지 약 500, 약 200 내지 약 400, 약 3000 내지 약 1000, 약 300 내지 약 900, 약 300 내지 약 700, 약 300 내지 약 600, 약 300 내지 약 500, 약 300 내지 약 400, 약 400 내지 약 1000, 약 400 내지 약 700, 약 400 내지 약 600, 약 400 내지 약 500, 약 500 내지 약 1000, 약 500 내지 약 900, 약 500 내지 약 700, 약 500 내지 약 600, 약 600 내지 약 1000, 또는 약 600 내지 약 700 RPM).
보다 바람직하게는, 내부 몸체(14)와 외부 몸체(15)는 약 500, 520, 540, 560, 580, 600, 620, 640, 660, 680 또는 700 RPM의 회전 속도로 서로에 대해 회전하며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 500 내지 약 700, 약 500 내지 약 660, 약 500 내지 약 600, 약 520 내지 약 700, 약 520 내지 약 640, 약 540 내지 약 700, 약 540 내지 약 660, 약 540 내지 약 600, 약 560 내지 약 700, 약 560 내지 약 660, 약 560 내지 약 620, 약 580 내지 약 700, 약 580 내지 약 660, 약 580 내지 약 620, 약 600 내지 약 700, 약 600 내지 약 680, 약 600 내지 약 640, 약 620 내지 약 700, 약 620 내지 약 680, 약 640 내지 약 700 RPM).
내부 몸체(14)와 외부 몸체(15)의 상대 회전 속도는 예를 들어, 침연기(10)에 대한 플라스틱 및 담체 용매의 공급 속도, 입구 공급에서의 담체 용매에 대한 플라스틱의 비율, 담체 용매의 유형, 입구 플라스틱의 최대 입자 크기, 입구 플라스틱의 평균 입자 크기, a) 입구 입자 크기, b) 입구 플라스틱 및/또는 담체 유속, c) 침연기에 대한 입구 도관의 치수, 및/또는 d) 입구 플라스틱의 유형 또는 유형들과 같은 하나 이상의 다른 변수에 따라 제공될 수 있다. 상기 속도는 또한 위와 별개로 또는 추가하여 교반기의 치수 또는 다른 특성, 교반기의 충전 레벨, 교반기 내의 플라스틱과 용매의 상대적 비율 및 교반기 RPM 속도에 따라 제공될 수 있다.
몸체의 슬롯 또는 개구는 선행 및 후행 에지를 갖는 슬롯 또는 개구에 인접한 몸체의 긴 섹션을 제공한다.
일 실시예에서, 몸체의 긴 섹션의 선행 에지 및 후행 에지는 몸체의 회전축의 대략적인 원주에 평행하게 위치된다.
대안적인 실시예에서, 몸체의 긴 섹션의 선행 에지는 몸체의 회전축의 대략적인 원주에 대한 각도로 위치된다. 바람직하게는, 선행 에지는 몸체의 회전축의 가상(notional) 원주에 대해 약 5, 10, 15, 20, 25 또는 30 도의 각도로 위치되며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 5 내지 약 30, 약 5 내지 약 25, 약 5 내지 약 20, 약 5 내지 약 15, 약 10 내지 약 40, 약 10 내지 약 20, 약 10 내지 약 15, 약 15 내지 약 30, 약 15 내지 약 25 또는 약 20 내지 약 30 도).
각각의 몸체(내부 몸체(14) 및 외부 몸체(15))는 적어도 하나 또는 복수의 개구(16)를 가질 수 있다. 개구(16)는 각각의 몸체를 통해 연장된다. 개구(16)는 각각의 몸체를 통한 유로를 규정한다.
입구 슬러리는 각각의 몸체의 적어도 하나의 개구(16)를 통해 침연기 입구(17)로부터 침연기 출구(18)로의 유로를 따라 이동하여 출구 슬러리를 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 침연기(10)는 하나 이상의 입구(17)를 포함할 수 있다. 침연기 입구(17)는 침연기 하우징에 대해 등거리로 이격될 수 있다.
입구 슬러리는 침연기의 입구에 압력으로 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 몸체의 회전은 상기 입구 슬러리를 끌어당기도록 구성된다.
침연기의 내부 및 외부 몸체는 서로로부터 약 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5 또는 5.0 ㎛만큼 이격되며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 0.5 내지 약 5.0, 약 0.5 내지 약 4.0, 약 0.5 내지 약 3.0, 약 1.0 내지 약 5.0, 약 1.0 내지 약 4.0, 약 1.0 내지 약 3.0, 약 1.5 내지 약 5.0, 약 1.5 내지 약 4.5, 약 1.5 내지 약 3.5, 약 2.0 내지 약 5.0, 약 2.0 내지 약 4.0, 약 2.0 내지 약 3.5, 약 2.5 내지 약 5.0, 약 2.5 내지 약 4.5, 약 2.5 내지 약 3.5, 약 3.0 내지 약 5.0, 약 3.0 내지 약 4.0, 약 3.5 내지 약 5.0, 약 3.5 내지 약 4.5, 약 3.5 내지 약 4.0, 약 4.0 내지 약 5.0 ㎛).
침연기의 내부 몸체와 외부 몸체는 약 20, 30, 40, 50, 60, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200 ㎛만큼 서로로부터 이격되며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 20 내지 약 200, 약 30 내지 약 200, 약 40 내지 약 200, 약 50 내지 약 200, 약 60 내지 약 200, 약 70 내지 약 200, 약 80 내지 약 200, 약 90 내지 약 200, 약 100 내지 약 200, 약 110 내지 약 200, 약 120 내지 약 200, 약 130 내지 약 200, 약 140 내지 약 200, 약 150 내지 약 200, 약 160 내지 약 200, 약 170 내지 약 200, 약 180 내지 약 200, 약 190 내지 약 200, 약 20 내지 약 30, 약 20 내지 약 40, 약 20 내지 약 50, 약 20 내지 약 60 ㎛).
대안적인 실시예에서, 침연기의 내부 몸체 및 외부 몸체는 약 60, 55, 40, 35, 30, 25, 또는 20 ㎛ 미만만큼 서로로부터 이격되고, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 약 20 내지 약 25, 약 20 내지 약 30, 약 20 내지 약 35, 약 20 내지 약 40, 약 20 내지 약 55, 약 20 내지 약 60, 약 20 내지 약 25, 약 30 내지 약 40, 약 30 내지 약 55, 약 30 내지 약 60, 약 40 내지 약 55, 또는 약 40 내지 약 60).
외부 몸체에 대한 내부 몸체의 회전은 플라스틱 입자가 외부 몸체(15)와 내부 몸체(14) 사이의 중간 공간을 통해, 그리고 내부 몸체(14)의 개구(16)를 통해 출구로 통과할 때 플라스틱 입자에 전단 응력을 가한다.
입구 입자 크기와 관련하여, 슬롯 또는 개구의 치수는 특정 몸체에 대한 입구 입자 크기에 의존할 것임을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 언급한 바와 같이, 입자는 슬롯이나 개구를 통해 진입할 수 있는 크기여야 한다. 입자가 슬롯이나 개구보다 크면, 슬롯이나 개구에 진입하여 절단될 수 없을 것이다. 추가적으로, 인접 몸체의 상대 회전 속도를 고려해야 한다. 즉, 연속된 몸체의 슬롯이나 개구가 정렬된 다음 폐쇄되는 시간을 폐쇄 시간이라고 칭한다. 예를 들어, 어떤 지점에서 인접 몸체의 슬롯이나 개구가 정렬된 후 몸체가 서로에 대해 회전함에 따라 점진적으로 폐쇄될 것이다. 따라서, 슬롯 또는 개구는 입자가 따라 이동할 수 있는 추가 슬롯 또는 개구 폭을 제공하기 위해 입자 크기보다 커야 한다. 폐쇄 속도는 인접 몸체의 상대 회전 속도가 증가함에 따라 증가할 것이다.
일 실시예에서, 슬롯 또는 개구 폭은 슬롯 또는 개구를 따라 이동하는 플라스틱 입자의 평균 입자 크기의 적어도 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5배이며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 해당 슬롯 또는 개구를 따라 이동하는 플라스틱 입자의 평균 입자 크기의 약 3.5 내지 약 8.5, 약 3.5 내지 약 7.5, 약 3.5 내지 약 6.0, 약 3.5 내지 약 5, 약 4.0 내지 약 8.5, 약 4.0 내지 약 8.0, 약 4.0 내지 약 7.0, 약 4.0 내지 약 6.5, 약 4.5 내지 약 8.5, 약 4.5 내지 약 7.5, 약 4.5 내지 약 5.5, 약 5.0 내지 약 8.5, 약 5.0 내지 약 8.0, 약 5.5 내지 약 7.5, 약 5.5 내지 약 6.5, 약 6.0 내지 약 8.5, 약 6.0 내지 약 8.0, 약 6.5 내지 약 7.5배).
도 1a 내지 도 1c, 도 2 및 도 4는 내부 몸체(14)의 개구(16)를 도시하지만, 간략화를 위해 개구(16)는 외부 몸체에 도시되어 있지 않다.
일부 실시예에서, 내부 몸체(14)의 개구(16)는 외부 몸체(15)의 개구(16) 크기의 대략 절반일 수 있거나, 외부 몸체(15)의 개구(16)는 내부 몸체(15)의 개구(16) 크기의 대략 2배이다. 그 이유는 플라스틱 입자가 외부 몸체를 따라 이동함에 따라, 더 작은 크기로 절단되어, 다음 몸체의 개구 크기가 감소될 수 있기 때문이다. 대안적으로, 3개 이상의 몸체가 있는 경우, 제3 몸체의 회전 속도가 증가할 수 있으며, 이는 제3 몸체에 대해 제2 몸체의 폐쇄 속도를 증가시키지만, 더 작은 입자 크기로 인해, 입자는 여전히 개구 또는 슬롯을 통해 따라 이동할 것이다.
따라서, 일 실시예에서, 연속적인 몸체들의 슬롯 또는 개구 폭은 감소한다. 대안적으로, 연속적인 몸체들의 회전 속도가 증가하여 폐쇄 속도를 증가시킨다. 대안적으로, 이 둘의 조합이 수행될 수 있다. 즉, 연속적인 몸체들의 회전 속도를 증가시키면서 또한 슬롯 또는 개구의 폭을 감소시킨다.
일부 실시예에서, 침연기의 출구(12)는 내부 몸체(14)의 내부에 제공되고, 입구(11)는 외부 몸체(15)의 외부에 제공된다.
침연기(10)는 몸체의 쌍(13)을 수용하는 하우징을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 모터는 외부 몸체(15)에 대해 내부 몸체(14)를 회전시키도록 상기 하우징에 커플링되거나 연결될 수 있다.
침연기(10)로부터의 출구 슬러리는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 플라스틱 입자 크기를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 사전 결정된 입자 크기는 약 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 또는 0.5 μm 미만이며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
개구(16)는 하나 이상의 슬롯(17)이거나 이를 포함할 수 있다. 슬롯(17)은 수직으로, 및/또는 몸체의 최상부로부터 몸체의 바닥으로의 방향으로 위치될 수 있다. 슬롯(17)은 회전축 또는 몸체를 따라 또는 이와 평행한 방향으로 배향될 수 있다. 일부 실시예에서, 슬롯(17)은 몸체의 길이에 대한 방향으로 배향될 수 있다.
도 1e에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예에서, 슬롯(17)은 수직 또는 중심축(도 1e 및 도 1f의 "C"), 또는 몸체의 회전축, 또는 수직 또는 중심축에 평행한 축, 또는 몸체의 회전축에 대해 각을 이룰 수 있다. 일부 실시예에서, 슬롯(17)은 몸체의 길이에 대해 각을 이룰 수 있다. 도 1e 및 도 1f에 도시된 바와 같이, 슬롯 또는 개구는 수직 또는 수평 축(즉, 침연기의 배향에 따르는 회전축)에 대해 각을 이룬다. 도 1f는 단지 그 측면 상의 도 1e이다. 일 실시예에서 슬롯 또는 개구는 회전축으로부터 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 또는 15°로 각을 이루고 있으며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 회전축으로부터 약 3 내지 약 15, 약 3 내지 약 12, 약 3 내지 약 11, 약 3 내지 약 10, 약 3 내지 약 9, 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 7, 약 3 내지 약 6, 약 4 내지 약 15, 약 4 내지 약 13, 약 4 내지 약 10, 약 4 내지 약 8, 약 4 내지 약 7, 약 4 내지 약 6, 약 5 내지 약 15, 약 5 내지 약 12, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 9, 약 5 내지 약 8, 약 5 내지 약 7, 약 5 내지 약 6, 약 6 내지 약 15, 약 6 내지 약 14, 약 6 내지 약 11, 약 6 내지 약 9, 약 6 내지 약 8, 약 7 내지 약 15, 약 7 내지 약 14, 약 7 내지 약 13, 약 7 내지 약 10, 약 7 내지 약 8, 약 8 내지 약 15, 약 8 내지 약 10, 약 9 내지 약 15, 약 9 내지 약 13°).
일 실시예에서, 복수의 슬롯 또는 개구 또는 연속적인 몸체는 서로 반대로 각을 이루고 있다. 예를 들어, 외부 몸체가 회전축에 대해 +7.5°의 각을 이룬 슬롯 또는 개구를 갖는 경우, 다음 몸체는 회전축에 대해 -7.5°의 각을 이룬 슬롯 또는 개구를 갖는다. 따라서 서로에 대한 슬롯 또는 개구의 상대 각도는 이 예에서 15°로 2배가 된다. 각각의 몸체는 3과 15° 사이에서 위에서 언급한 바와 같이 임의의 각도로 각을 이룬 슬롯을 가질 수 있지만, 이 예에서 각각의 연속 몸체들은 회전축에 대해 반대 방향의 각을 이뤄, 인접한 몸체들의 슬롯들의 각도가 양쪽 몸체의 누적 각도임을 알 수 있을 것이다.
일부 실시예에서, 외부 몸체의 슬롯은 내부 몸체의 슬롯보다 더 넓다. 예를 들어, 외부 몸체의 슬롯은 내부 몸체의 슬롯보다 약 1.5 내지 약 2.5배 더 넓을 수 있다. 추가 예로서, 외부 몸체의 슬롯은 내부 몸체의 슬롯보다 약 2배 더 넓을 수 있다.
일부 실시예에서, 외부 몸체의 적어도 하나의 슬롯은 외부 몸체의 외부 표면으로부터의 돌출부를 포함한다. 이러한 돌출부는 블레이드를 포함할 수 있다.
외부 몸체의 외부 표면으로부터의 돌출부는 바람직하게는 외부 몸체의 외부 표면에 대해 예각으로 외부 몸체의 회전 방향으로 연장된다. 예를 들어, 돌출부는 약 5, 10, 15, 20, 25 또는 30 도의 각도로 연장될 수 있다. 추가 예로서, 돌출부는 약 15 도의 각도로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 슬롯(17)의 폭은 슬롯(17)의 길이를 따라 실질적으로 일정하다. 일부 실시예에서, 슬롯(17)의 폭은 슬롯(17)의 길이를 따라 변한다.
슬롯(17)은 몸체의 외부 표면으로부터 몸체의 내부 표면으로 갈수록 폭이 변할 수 있다. 슬롯(17)은 몸체의 외부 표면으로부터 몸체의 내부 표면으로, 또는 몸체의 내부 표면으로부터 몸체의 외부 표면으로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다.
외부 표면의 슬롯은 내부 표면의 슬롯의 폭보다 클 수 있다. 내부 표면에서의 슬롯의 폭은 외부 표면에서의 슬롯의 폭보다 크다.
하나 이상의 슬롯(17)의 폭은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 또는 15 mm이며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 1 내지 약 15, 약 1 내지 약 12, 약 1 내지 약 10, 약 1 내지 약 8, 약 2 내지 약 15, 약 2 내지 약 13, 약 2 내지 약 11, 약 2 내지 약 9, 약 2 내지 약 7, 약 3 내지 약 15, 약 3 내지 약 14, 약 3 내지 약 10, 약 3 내지 약 8, 약 4 내지 약 15, 약 4 내지 약 13, 약 4 내지 약 11, 약 4 내지 약 10, 약 407, 약 5 내지 약 15, 약 5 내지 약 14, 약 5 내지 약 12, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 8, 약 6 내지 약 15, 약 6 내지 약 13, 약 6 내지 약 12, 약 6 내지 약 8, 약 7 내지 약 15, 약 7 내지 약 14, 약 7 내지 약 11, 약 7 내지 약 9, 약 8 내지 약 15, 약 8 내지 약 14, 약 8 내지 약 11, 약 9 내지 약 15, 약 9 내지 약 13, 약 9 내지 약 11, 약 10 내지 약 15, 약 10 내지 약 13, 약 11 내지 약 15, 약 11 내지 약 14 또는 약 12 내지 약 15 mm).
하나 이상의 슬롯(17)의 폭은 약 1 내지 약 15mm, 또는 약 1mm, 또는 약 3 mm, 또는 약 4 mm, 또는 약 5 mm, 또는 약 6 mm, 또는 약 7 mm, 또는 약 8 mm, 또는 약 9 mm, 또는 약 10 mm, 또는 약 11 mm 또는 약 12 mm, 또는 약 13 mm, 또는 약 14 mm, 또는 약 15 mm, 또는 약 16 mm, 또는 약 17 mm, 또는 약 18 mm, 또는 약 19 mm, 또는 약 20 mm일 수 있다.
내부 몸체(14)는 중심축을 중심으로 회전 가능하고, 외부 몸체(15)는 고정되어 있을 수 있다.
대안적으로, 외부 몸체(15)는 중심축을 중심으로 회전 가능하고, 내부 몸체(14)는 고정되어 있다.
일부 실시예에서, 몸체의 쌍에 대한 입구 유로를 제공하도록 구성된 입구 몸체는 고정되어 있을 수 있고, 몸체의 쌍에 대한 출구 유로를 제공하도록 구성된 출구 몸체는 회전할 수 있다.
내부 몸체(14) 및 외부 몸체(15) 중 하나 이상은 중심축을 중심으로 회전 가능하다.
침연기(10)는 내부 몸체 샤프트(20)를 포함할 수 있다. 내부 몸체 샤프트(20)는 내부 몸체 및/또는 하나 이상의 내부 몸체의 중심축에 대한 내부 몸체(14) 및/또는 하나 이상의 내부 몸체의 회전을 허용하도록 내부 몸체(14) 및/또는 하나 이상의 내부 몸체에 커플링될 수 있다. 일부 실시예에서, 내부 몸체 샤프트(20)에는 내부 몸체 샤프트(20)의 회전을 허용하기 위해 고속 수냉식 베어링의 쌍이 제공된다.
일 실시예에서, 침연기(10)의 각각의 몸체는 공통 샤프트 상에 있다. 일 실시예에서, 몸체는 샤프트에 연결되며, 각각의 몸체 샤프트는 다른 샤프트 내에 위치된다. 바람직하게는, 침연기는 침연기의 하나 이상의 몸체가 침연기(10)의 다른 몸체 중 하나 이상과 다른 회전 방향을 갖도록 하는 기어 박스를 포함한다.
침연기(10)는 외부 몸체 샤프트(21)를 포함할 수 있다. 외부 몸체 샤프트(21)는 외부 몸체(21) 및/또는 외부 몸체(15)의 회전을 허용하는 하나 이상의 외부 몸체 및/또는 외부 몸체(15)의 중심축에 대한 하나 이상의 외부 몸체 및/또는 하나 이상의 외부 몸체에 커플링되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 몸체 샤프트(21)에는 내부 몸체 샤프트(20)의 회전을 허용하기 위해 고속 수냉식 베어링의 쌍이 제공된다.
내부 몸체 샤프트(20) 및/또는 외부 몸체 샤프트(21)는 적어도 하나의 모터(22)에 커플링될 수 있다. 적어도 하나의 모터(22)는 내부 몸체 샤프트(20) 및/또는 외부 몸체 샤프트(21)를 회전시키도록 구성될 수 있다.
침연기(10)는 몸체 샤프트 상에 액체 냉각식 베어링(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 설계의 이점은 슬러리 액체가 베어링을 냉각시키는 데 사용된다는 것이며, 그렇지 않으면 플라스틱의 침연에 의해 생성되는 열로 인해 고온에서 동작할 것이다.
내부 몸체(14) 또는 외부 몸체(15)는 몸체의 쌍에 대한 입구 유로를 제공하도록 구성된 입구 몸체일 수 있다. 내부 몸체(14) 또는 외부 몸체(15) 중 다른 하나는 몸체의 쌍에 대한 출구 유로를 제공하도록 구성된 출구 몸체일 수 있다.
입구 몸체(14)의 적어도 하나의 개구(16)의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 출구 몸체(15)의 적어도 하나의 개구(16)의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수보다 클 수 있다.
침연기(10)는 몸체의 복수의 쌍을 포함할 수 있다. 몸체의 각각의 쌍은 몸체의 서로의 쌍에 대해 동심으로 위치될 수 있다.
침연기(10)는 적어도 몸체의 제1 쌍 및 몸체의 제2 쌍을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 침연기(10)는 제3 쌍 또는 몸체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 침연기(10)는 몸체의 하나 이상의 추가 쌍을 포함할 수 있다.
침연기(10)의 입구로부터 침연기(10)의 출구까지의 유로는 몸체의 제1 쌍, 후속하여 몸체의 제2 쌍을 통해, 그리고 선택적으로 몸체의 제3 쌍을 통해, 그리고 선택적으로 몸체의 하나 이상의 추가 쌍을 통할 수 있다.
몸체의 각 쌍을 통한 슬러리의 진행은 슬러리에서 플라스틱의 입자 크기를 점진적으로 감소시키도록 구성된다. 몸체의 쌍의 수, 각각의 몸체의 개구의 크기, 및 몸체의 쌍 사이의 거리는 입구 슬러리의 특성 및 출구 슬러리의 원하는 특성에 기초하여 맞춤화될 수 있다. 일부 실시예에서, 몸체의 표면적은 원하는 입구 슬러리의 유속 및/또는 원하는 유출 입자 크기에 기초할 수 있다.
몸체(18)의 제1 쌍은 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나)를 포함할 수 있으며, 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 예를 들어, 약 20 mm일 수 있다.
몸체(18)의 제1 쌍은 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함할 수 있으며, 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 예를 들어, 약 17 mm일 수 있다.
몸체(19)의 제2 쌍은 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나)를 포함할 수 있으며, 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 예를 들어, 약 17 mm일 수 있다.
몸체(19)의 제2 쌍은 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함할 수 있으며, 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 예를 들어, 약 12 mm일 수 있다.
몸체의 제3 쌍은 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나)를 포함할 수 있으며, 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 예를 들어, 약 12 mm일 수 있다.
몸체의 제3 쌍은 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함할 수 있으며, 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 예를 들어, 약 3 mm일 수 있다.
침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로는 몸체의 각각의 쌍의 각각의 몸체의 개구를 통해 제공될 수 있다.
침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로는 각각의 중간 몸체를 통해 최내측 몸체로부터 최외측 몸체로 제공될 수 있다.
침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로는 각각의 중간 몸체를 통해 최외측 몸체로부터 최내측 몸체로 제공될 수 있다.
입구 슬러리의 흐름은 내부 몸체(14)의 내부 표면 및/또는 최내측 몸체 쌍의 내부 몸체(14)의 내부 표면에 제공될 수 있다. 예를 들어, 최내측 몸체 쌍의 내부 몸체(14)는 입구 몸체로서 작용한다.
입구 슬러리의 흐름은 외부 몸체(15)의 외부 표면 및/또는 최외측 몸체 쌍의 외부 몸체(15)의 외부 표면에 제공될 수 있다. 예를 들어, 최외측 몸체 쌍의 외부 몸체(15)는 입구 몸체로서 작용한다.
일 실시예에서, 슬러리의 흐름은 도 1b에 도시된 바와 같이 침연기를 가로질러 있을 수 있다. 예를 들어, 입구는 도 1b에 도시된 바와 같이 침연기의 바닥에 있을 수 있고 그 후 침연기를 통해 흘러 침연기의 최상부를 빠져나간다. 즉, 슬러리는 몸체의 각 층을 통과하여 침연기의 중심으로 이동한 다음 몸체의 각 층을 따라 이동하여 침연기를 빠져나간다. 따라서, 몸체의 쌍을 갖는 침연기의 경우, 슬러리는 입구와 출구 사이의 두 쌍의 슬롯 또는 개구를 따라 이동할 것이다. 3개의 몸체를 갖는 침연기의 경우, 슬러리는 침연기의 바닥 상에 3개, 그 후 침연기의 중심으로부터 출구로의 경로 상에 3개의 6개의 슬롯 또는 개구를 따라 이동할 것이다. 침연기는 슬러리가 몸체의 측면 주위를 돌아다니는 것을 방지하기 위해 배플 또는 차단판을 포함할 것임을 알 수 있을 것이다. 즉, 침연기는 침연기의 슬롯 또는 개구를 통해 슬러리를 안내하는 하나 이상의 흐름 가이드를 포함할 것이다. 이 실시예에서, 플라스틱 부유물은 플라스틱이 몸체를 가로질러 바닥으로부터 최상부로 침연기를 통해 이동하는 것을 돕기 때문에 유용하다는 것이 사실이다. 압력 하에서 슬러리를 주입하는 것과 결합하여 침연기를 가로지르는 입자의 이동을 돕는다.
일 실시예에서, 침연기로의 슬러리 입구는 침연기의 길이를 따라 실질적으로 퍼져 있다. 바람직하게는, 입구는 매니폴드(manifold)를 포함한다.
일부 실시예에서, 입구 몸체는 고정되어 있고, 출구 몸체는 입구 몸체에 대해 회전한다.
입구 슬러리는 4 mm 내지 20 mm, 선택적으로 약 8 mm의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 포함할 수 있다.
출구 슬러리는 0.5 ㎛ 내지 20 ㎛의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 포함할 수 있다.
출구 슬러리(침연기(10)를 통과한 후)는 플라스틱 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 포함할 수 있다. 플라스틱 입자 크기는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작다.
일부 실시예에서, 사전 결정된 플라스틱 입자 크기는 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 μm 미만이다.
일부 실시예에서, 플라스틱 입자 크기가 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 큰 경우, 출구 슬러리가 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지, 출구 슬러리는 침연기 입구(11)(예를 들어, 침연기(10)를 통해 다시 순환) 및/또는 다른 침연기 입구(11)(예를 들어, 다른 침연기(10)의 추가 침연기 입구(11))로 향할 수 있다.
일부 실시예에서 침연기(10)에 제공되는 입구 슬러리의 유속은 플라스틱 유형 및 이의 특정의 특성, 예를 들어, 플라스틱 융점, 몸체의 개구의 크기, 몸체의 전체 표면적, 또는 슬러리에서의 액체 대 플라스틱의 비율 중 하나 이상에 기초할 수 있다.
플라스틱을 프로세스하기 위한 시스템(50)이 또한 개시된다. 시스템은 플라스틱 입자를 포함하는 시스템 입구 슬러리를 수용하도록 구성된 입구; 및 시스템 출구 슬러리를 전달하도록 구성된 출구를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 침연 스테이지(51)를 포함할 수 있다. 침연 스테이지(50)는 슬러리가 침연 스테이지(51)를 통과함에 따라 슬러리 내의 플라스틱 입자의 입자 크기를 감소시킨다. 침연 스테이지(51)는 상술한 바와 같이 하나 이상의 침연기(10)를 포함할 수 있다. 시스템 입구 슬러리는 시스템 출구 슬러리를 생성하기 위해 침연 스테이지(51)에 제공될 수 있다.
시스템은 복수의 침연기를 포함할 수 있다. 복수의 침연기 중 적어도 2개는 직렬로 배열될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 복수의 침연기 중 적어도 2개는 병렬로 배열될 수 있다.
하나 이상의 침연기(10) 중 하나의 출구 슬러리는 하나 이상의 침연기 중 다른 하나의 입구 및/또는 동일한 침연기(10)의 입구로 향하도록 구성될 수 있다.
시스템(50)은 적어도 제1 침연기(52) 및 제2 침연기(53)를 포함할 수 있고, 선택적으로 시스템은 제3 침연기(54), 및 선택적으로 하나 이상의 추가 침연기(55)를 포함한다.
하나의 침연기의 출구와 다른 침연기의 입구 사이에 하나 이상의 필터 요소가 위치될 수 있다. 하나 이상의 필터 요소는 특정 입자 크기를 초과하는 입자의 통과를 여과하거나 방지할 수 있다. 하나 이상의 필터 요소는 후속 침연기에 너무 큰 입자(예를 들어, 침연기를 막히게 할 수 있는 입자)가 후속 또는 다음 침연기에 제공되지 않게 보장하도록 구성될 수 있다.
유로는 제1 침연기(52), 후속하여 제2 침연기(53), 선택적으로 후속하여 제3 침연기(54) 및 선택적으로 후속하여 하나 이상의 추가 침연기(55)를 통해 시스템의 입구로부터 시스템의 출구로 제공될 수 있다.
제1 침연기(52)는 입구 몸체(내부 몸체(14) 또는 외부 몸체(15) 중 하나)를 포함할 수 있다. 입구 몸체의 개구(16)의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 20 mm이고, 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)의 경우 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 17 mm이다.
제2 침연기(53)는 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나)를 포함할 수 있다. 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 17 mm이고, 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)의 경우 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 12 mm이다.
제3 침연기(54)는 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나)를 포함할 수 있다. 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 12 mm이고, 출구 몸체(내부 몸체 및 외부 몸체 중 다른 하나)의 경우 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 3 mm이다.
시스템 출구 슬러리는 플라스틱 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 플라스틱 입자 크기는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작다.
사전 결정된 플라스틱 입자 크기는 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 μm 미만일 수 있으며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
일부 실시예에서, 플라스틱 입자 크기가 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 큰 경우, 복수의 침연기 중 하나의 출구 슬러리는 출구 슬러리가 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연기 입구(예를 들어, 동일한 침연기로 다시 순환됨), 및/또는 다른 침연기 입구(예를 들어, 복수의 침연기 중 다른 침연기(10))로 향한다.
출구 슬러리가 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 입구 슬러리는 침연 스테이지(51)를 통해 재순환될 수 있다.
침연기를 통과하는 시간은 내부 몸체와 외부 몸체 사이의 상대 회전 속도, 및/또는 내부 몸체와 외부 몸체 사이의 간격 및/또는 슬러리의 유속, 및/또는 슬러리의 입자의 입자 크기를 수정하여 제어될 수 있다.
일부 실시예에서, 침연기(10)를 통한 용매의 유속은 분 당 약 10 리터 내지 분 당 약 1000 리터일 수 있다. 특히, 침연기(10)를 통한 용매의 유속은 대략 분 당 100 리터일 수 있다.
일부 실시예에서, 침연기에 제공되는 플라스틱에 대한 물과 같은 담체 용매의 비는 대략 1 리터 대 0.5 kg 내지 대략 1 리터 대 1.5 kg의 비이다.
일부 실시예에서, 침연기에 제공되는 플라스틱에 대한 물과 같은 담체 용매의 비는 대략 1 리터 대 1 kg의 비이다.
4. 정쇄기
시스템은 정쇄 스테이지(70)를 추가로 포함할 수 있다. 정쇄 스테이지(70)는 적어도 하나의 정쇄기를 포함할 수 있다. 정쇄 스테이지(70)는 침연 스테이지(51) 뒤에 위치되어 침연 스테이지(51)로부터 침연된 슬러리를 수용할 수 있다. 침연 스테이지(50)에 충분한 침연기(10)가 있는 일부 실시예에서, 정쇄 스테이지(70)는 생략될 수 있다.
정쇄기는 내부 시스(sheath)(71)를 포함할 수 있다. 내부 시스(71)는 복수의 개구(72)를 갖는다. 연마된 것은 내부 시스와 외부 시스 사이의 입구; 및 입구로부터 개구를 통해 출구로의 유로를 규정하는 내부 시스의 다른 측 상의 출구를 규정하는 내부 시스의 일 측 또는 표면에 대한 외부 시스(73)를 추가로 포함할 수 있다.
내부 시스(71) 및 외부 시스(72)는 원뿔형 또는 원뿔대형일 수 있다.
내부 시스(71)는 실질적으로 연속적인 표면일 수 있다.
외부 시스(72)는 메쉬 또는 격자형 물질이거나 이를 포함할 수 있다. 개구(72)는 메쉬 물질에 의해 제공될 수 있다.
내부 시스(71)는 메쉬 또는 격자형 물질이거나 이를 포함할 수 있고, 외부 시스(72)는 실질적으로 연속적인 표면일 수 있다.
일부 실시예에서, 내부 시스(71)와 외부 시스(72) 사이의 간격은 실질적으로 일정하다.
일부 실시예에서, 내부 시스(71)와 외부 시스(72) 사이의 간격은 10 mm 미만이다. 일부 실시예에서, 내부 시스(71)와 외부 시스(72) 사이의 간격은 5 mm 미만, 또는 4 mm 미만, 또는 3 mm 미만이다.
일부 실시예에서, 내부 시스(71)와 외부 시스(72) 사이의 간격은 약 1 mm 내지 약 2 mm이다.
5. 프로세스
본 프로세스의 사용은 바람직하게는 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5 ㎛ 미만의 평균 입자 크기를 갖는 입자를 생성하며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다(예를 들어, 1 내지 약 20, 약 1 내지 약 19, 약 1 내지 약 15, 약 1 내지 약 10, 약 1 내지 약 5, 약 2 내지 약 20, 약 2 내지 약 19, 약 2 내지 약 14, 약 2 내지 약 10, 약 2 내지 약 8, 약 2 내지 약 4, 약 3 내지 약 20, 약 3 내지 약 17, 약 3 내지 약 15, 약 3 내지 약 11, 약 3 내지 약 7, 약 3 내지 약 5, 약 4 내지 약 20, 약 4 내지 약 16, 약 4 내지 약 12, 약 4 내지 약 10, 약 4 내지 약 8, 약 4 내지 약 6, 약 5 내지 약 20, 약 5 내지 약 17, 약 5 내지 약 13, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 7, 약 6 내지 약 20, 약 6 내지 약 18, 약 6 내지 약 14, 약 6 내지 약 11, 약 6 내지 약 8, 약 7 내지 약 20, 약 7 내지 약 13, 약 7 내지 약 10, 약 8 내지 약 20, 약 8 내지 약 18, 약 8 내지 약 15, 약 8 내지 약 10, 약 9 내지 약 20, 약 9 내지 약 16, 약 9 내지 약 11, 약 10 내지 약 20, 약 10 내지 약 18, 약 10 내지 약 15, 약 10 내지 약 14, 약 11 내지 약 20, 약 11 내지 약 18, 약 11 내지 약 14, 약 12 내지 약 20, 약 12 내지 약 18, 약 12 내지 약 15, 약 13 내지 약 20, 약 13 내지 약 17, 약 13 내지 약 15, 약 14 내지 약 20, 약 14 내지 약 16, 약 15 내지 약 20 ㎛).
본 프로세스는 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 또는 4.0 mm 미만의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 침연기에 제공하는 것을 포함하고, 이에 의해 침연기(들)는 플라스틱 입자를 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 μm(선택적으로 사전 결정된 입자 크기) 미만의 입자 크기로 프로세스한다.
일부 실시예에서 본 프로세스는 폐플라스틱을 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 또는 4.0 mm의 입자 크기로 감소시키는, 설명된 바와 같은 교반기의 인-라인 사용을 포함한다.
일부 실시예에서, 본 프로세스는 플라스틱을 약 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 mm의 입자 크기로 감소시키는 절단 및/또는 압출기, 파쇄기, 과립기 또는 그라인더와 같은 거친 프로세스 유닛의 인-라인 사용을 포함한다.
일부 실시예에서 플라스틱을 프로세스하기 위한 프로세스는,
침연기를 제공하고 선택적으로 정쇄기를 제공하는 단계로서,
침연기는 입구 및 출구를 가지며, 침연기는 몸체의 하나 이상의 쌍을 포함하고, 몸체의 쌍은 서로에 대해 회전하는 내부 몸체 및 외부 몸체를 포함하고, 내부 몸체 및 외부 몸체는 1.2 mm 미만만큼 서로로부터 이격되고, 각각의 몸체는 복수의 개구를 포함하여 각각의 몸체를 통해 유로를 규정하고,
존재하는 경우, 정쇄기는 복수의 개구를 갖는 내부 시스, 및 내부 시스와 외부 시스 사이에 입구를 규정하는 내부 시스의 일 측에 대한 외부 시스, 및 입구로부터 개구를 통해 출구까지의 유로를 규정하는 내부 시스의 다른 측 상의 출구를 포함하는, 제공하는 단계,
슬러리를 침연기 입구로 도입하는 단계로서, 슬러리는 4 mm 내지 20 mm의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자를 포함하고, 슬러리는 각각의 몸체의 개구를 통해 침연기 입구로부터 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 플라스틱 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성하여, 입자가 0.5 ㎛, 또는 1 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 큰 경우, 슬러리는,
i) 출구 슬러리가 0.5 μm, 또는 1 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연기 입구 또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향하고,
ii) 0.5 μm, 또는 1 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱을 생성하기 위해, 정쇄기 입구로 도입되어 내부 시스 개구를 통해 정쇄기 출구로의 유로를 이동하고,
iii) (i) 및 (ii)의 조합으로 되는, 도입하는 단계를 포함하여,
플라스틱 프로세스 방법은 0.5 μm, 또는 1 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱을 포함하는 슬러리를 생성한다.
일부 실시예에서, 입자가 0.5 μm, 또는 1 μm, 또는 사전 결정된 입자 크기보다 큰 경우, 슬러리는,
i) 시스템 출구 슬러리가 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지, 침연기 입구 또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향하거나,
ii) 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱을 생성하기 위해, 정쇄기 입구로 도입되어 내부 시스 개구를 통해 정쇄기 출구로의 유로를 따라 이동하거나,
iii) (i) 및 (ii)의 조합으로 된다.
일부 실시예에서, 시스템(50)은 에멀젼화(emulsification) 스테이지를 추가로 포함하고, 선택적으로 에멀젼화 스테이지는 정쇄 및 침연 스테이지에 후속하여 위치된다.
에멀젼화 스테이지는 실질적으로 균질한 슬러리를 생성하도록 구성될 수 있다.
슬러리의 점도를 증가 또는 감소시키기 위해 하나 이상의 첨가제가 에멀젼화 스테이지에 제공될 수 있다. 하나 이상의 첨가제는 옥수수 분말을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 본 시스템은 침연기 및 에멀젼 유닛을 냉각시키고, 선택적으로 임의의 베어링을 냉각시키도록 구성된 수냉식 시스템을 추가로 포함한다.
6. 침연기 실시예
외부 몸체는 바람직하게는 외부 몸체 회전축 상에서 내부 몸체에 대해 회전한다. 내부 몸체는 또한 바람직하게는 내부 몸체 회전축 상에서 외부 몸체에 대해 회전한다.
일부 실시예에서, 단면이 내부 몸체 및 외부 몸체의 각각의 회전축을 따라 취해질 때, 외부 몸체 및 내부 몸체 중 어느 하나 또는 바람직하게는 둘 모두는 실질적으로 원형 단면을 갖는 몸체를 포함한다.
일부 실시예에서, 내부 몸체와 외부 몸체의 회전축은 내부 몸체와 외부 몸체가 서로 동심이 되도록 정렬된다.
일부 실시예에서, 내부 몸체와 외부 몸체 중 어느 하나 또는 바람직하게는 둘 모두 원통형 몸체, 원뿔대형 몸체 또는 원뿔형 몸체를 포함할 수 있다. 원통형 몸체를 포함하는 침연기의 예는 예를 들어, 도 1에 나와 있다.
내부 원뿔형 몸체(114) 및 외부 원뿔형 몸체(115)를 갖는 침연기의 예가 도 10에 나와 있다. 내부 원뿔대형 몸체(214) 및 외부 원뿔대형 몸체(215)를 갖는 침연기의 예시도가 도 11에 나와 있다.
도 10 및 도 11의 단면도는 내부 몸체 및 외부 몸체의 회전축을 따라 취해진다. 도 10에서, 투입 물질은 내부 원뿔(114)로, 내부 원불 및 외부 원뿔 각각의 개구를 통해, 그리고 최종적으로 출구 슬러리로서 외부 원뿔(115)의 외부로부터 통과하는 것으로 도시되어 있다. 대안적인 형태에서, 도 10의 침연기를 통한 흐름이 역전될 수 있어, 투입 흐름이 우선 외부 원뿔을 통과한 다음, 내부 원뿔을 통과하고, 출구 슬러리로서 내부 원불의 내부로부터 빠져나간다.
이러한 구성의 예가 도 11의 원뿔대형 침연기에 나와 있다. 도 11에 보이는 바와 같이, 입구 슬러리는 우선 외부 원뿔대형 몸체(214)의 개구를 통과한 다음, 내부 원뿔대형 몸체(215)의 개구를 통해, 내부 원뿔대형 몸체로부터 출구 슬러리로서 빠져나간다.
7. 제품
본 프로세스는 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 μm 미만의 입자 크기를 갖는 플라스틱을 생성하며, 적절한 범위는 이러한 값 중 임의의 값 사이에서 선택될 수 있다.
일부 실시예에서, 플라스틱 입자는 크기 분포를 가지며, 이에 의해 플라스틱 입자의 적어도 90, 91, 92, 93, 94 또는 95%가 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 μm의 평균 입자 직경을 갖는다.
다양한 실시예에서, 본 발명의 플라스틱 입자는 입자 크기 분포를 가지며, 이에 의해 과립의 적어도 90%가 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 μm의 직경을 갖는다. 일 실시예에서, 본 발명은 과립의 적어도 90%가 집단의 평균 직경의 1 ㎛ 이내의 직경을 갖는 플라스틱 입자의 집단에 관한 것이다.
본 발명의 프로세스의 플라스틱 입자는 아래와 같은 제품의 범위에 사용될 수 있다.
■ 콘크리트 제품(예를 들어, 프리-캐스트 콘크리트 또는 콘크리트 블록),
■ 목재-함유 제품(예를 들어, 합성 보드, 합판 및 적층 베니어재, 입자 보드, 방향성 스트랜드 보드 등과 같은 재생 목재 제품),
■ 재생된 플라스틱 제품, 및
■ 로딩(roading) 물질.
일 실시예에서, 본 발명은 복합 플라스틱 제품의 생산에 사용하기 위한 에멀젼으로서의 기본 성분의 제로를 제공하며, 기본 성분은,
■ 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 ㎛ 미만의 평균 입자 직경을 갖는 플라스틱 입자를 포함하는 슬러리인 제1 구성 요소로서, 제1 구성 요소의 플라스틱 입자는 50 내지 80%의 폴리에틸렌 및 20 내지 50%의 다른 플라스틱을 포함하는 제1 구성 요소;
■ 적어도 40%의 종이 및 기재를 포함하는 제2 구성 요소로서, 기재는 목재, 고무, 콘크리트 또는 이들의 조합에서 선택되는, 제2 구성 요소;
여기서, 제1 및 제2 구성 요소는 에멀젼을 생성하기 위해 혼합된다.
예
1. 예 1 - 목재 보드
구성 요소 중량 (kg)
목재 칩 (선택적으로, 약 10 mm 내지 100 mm의 긴 스트랜드) 0.65
톱밥 1.5
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 분말 1.5
가교제(선택적으로, 유기 과산화물, 선택적으로 루페록스(Luperox)) 0.2
구성 요소는 혼합되고 약 180 ℃ 내지 약 200 ℃의 온도에서 약 100 톤 내지 200 톤의 힘으로 프레스 성형될 수 있다.
구성 요소는 대략 95%의 폐플라스틱을 포함할 수 있다.
2. 예 2 - 임팩트 보드
구성 요소 중량 (kg)
종이 미세 그라인드(대략 1 mm) 0.8
IBC 그라인드 (침연기로부터) 1.0
IBC 크럼(Crum) (선택적으로, 약 8 mm) 1.7
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 분말 0.5
구성 요소는 혼합되고 약 180 ℃ 내지 약 200 ℃의 온도에서 약 100 톤 내지 200 톤의 힘으로 프레스 성형될 수 있다.
구성 요소는 대략 100%의 폐플라스틱을 포함할 수 있다.
3. 예 3 - 판지
구성 요소 중량 (kg)
종이 미세 그라인드(대략 3 mm) 0.3
IBC 그라인드 (침연기로부터) 1.0
IBC 크럼 (선택적으로, 약 8 mm) 1.0
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 분말 0.5
가교제(선택적으로, 유기 과산화물, 선택적으로 루페록스) 0.1
MDI 0.2
구성 요소는 약 14 톤의 압력에서 혼합 및 압연될 수 있다.
구성 요소는 대략 100%의 폐플라스틱을 포함할 수 있다.
4. 예 4 - 로딩
구성 요소 중량 (kg)
플라스틱 폴리스티렌 1.5
메틸 클로라이드 4.0
폴리올 (혼합) 0.8
코팅석 또는 기타 충전물 3.0
MDI 0.8
구성 요소는 대략 21%의 폐플라스틱을 포함할 수 있다.

Claims (72)

  1. 슬러리를 프로세스하기 위한 침연기(macerator)로서,
    20 mm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 입자들을 포함하는 입구 슬러리의 흐름을 수용하도록 구성된 입구;
    출구;
    서로에 대해 회전하는 2개 이상의 몸체로서, 각각의 몸체는 각각의 몸체를 통한 유로를 규정하기 위해 복수의 개구를 포함하는, 2개 이상의 몸체를 포함하고,
    상기 슬러리는 각각의 몸체의 적어도 하나의 개구를 통해 상기 침연기 입구로부터 상기 침연기 출구로의 상기 유로를 따라 이동하여 출구 슬러리를 생성하는, 침연기.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 몸체는 약 0.5 내지 약 60 ㎛만큼 서로로부터 이격되어 있는, 침연기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 출구 슬러리는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖고, 선택적으로 상기 사전 결정된 입자 크기는 약 0.5 ㎛ 미만인, 침연기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구는 하나 이상의 슬롯을 포함하는, 침연기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 슬롯들은 상기 침연기의 회전축 방향으로 연장되는, 침연기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 슬롯들은 상기 몸체의 수직 또는 중심축, 또는 상기 침연기의 상기 회전축에 대해 각을 이루는, 침연기.
  7. 제6항에 있어서,
    인접한 몸체들의 슬롯들은 상기 침연기의 상기 회전축에 대해 서로 반대되게 각을 이루는, 침연기.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 슬롯들은 상기 침연기의 상기 회전축에 대해(즉, 상기 축의 어느 한 측면에 대해) 약 3 내지 약 15°의 각을 이루는, 침연기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체의 슬롯의 폭은 상기 몸체의 상기 슬롯을 따라 이동하는 상기 입자들의 상기 평균 크기의 적어도 약 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5배인, 침연기.
  10. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 몸체의 상기 슬롯들은 내부 몸체의 상기 슬롯들보다 약 1.5 내지 약 2.5배 더 넓은, 침연기.
  11. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 몸체의 상기 슬롯들은 내부 몸체의 상기 슬롯들보다 약 2배 더 넓은, 침연기.
  12. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 몸체의 적어도 하나의 슬롯은 상기 외부 몸체의 외부 표면으로부터의 돌출부를 포함하는, 침연기.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 외부 몸체의 외부 표면으로부터의 돌출부는 대략 15 도의 각도로 상기 외부 몸체의 회전 방향으로 연장되는, 침연기.
  14. 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 슬롯들의 폭은 실질적으로 일정한, 침연기.
  15. 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬롯들은 상기 몸체의 외부 표면으로부터 상기 몸체의 내부 표면으로의 폭이 변하는, 침연기.
  16. 제13항에 있어서,
    외부 표면에서의 상기 슬롯의 폭은 내부 표면에서의 상기 슬롯의 폭보다 더 큰, 침연기.
  17. 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    출구측 또는 표면에서의 상기 슬롯의 폭은 입구측 또는 표면에서의 상기 슬롯의 폭보다 더 큰, 침연기.
  18. 제13항에 있어서,
    내부 표면에서 상기 슬롯의 폭은 외부 표면에서의 상기 슬롯의 폭보다 더 큰, 침연기.
  19. 제4항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 슬롯의 폭은 약 1 내지 약 100 mm인, 침연기.
  20. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    ■ 내부 몸체는 중심축을 중심으로 회전 가능하고, 외부 몸체는 고정되어 있거나,
    ■ 외부 몸체는 중심축을 중심으로 회전 가능하고, 내부 몸체는 고정되어 있거나,
    ■ 내부 몸체와 외부 몸체가 중심축을 중심으로 선택적으로 반대 방향으로 회전 가능한, 침연기.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침연기는 내부 몸체 샤프트를 포함하고, 상기 내부 몸체 샤프트는 상기 하나 이상의 내부 몸체의 중심축에 대해 상기 하나 이상의 내부 몸체의 회전을 허용하도록 하나 이상의 내부 몸체에 커플링되도록 구성되고, 선택적으로 상기 하나 이상의 내부 몸체 샤프트에는 고속 수냉식 베어링이 제공되는, 침연기.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침연기는 외부 몸체 샤프트를 포함하고, 상기 외부 몸체 샤프트는 상기 하나 이상의 외부 몸체의 중심축에 대해 상기 하나 이상의 외부 몸체의 회전을 허용하도록 하나 이상의 외부 몸체에 커플링되도록 구성되고, 선택적으로 상기 하나 이상의 외부 몸체 샤프트에는 고속 수냉식 베어링이 제공되는, 침연기.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 내부 몸체 샤프트 및/또는 상기 외부 몸체 샤프트 중 하나 이상은 적어도 하나의 모터에 커플링되고, 상기 적어도 하나의 모터는 상기 내부 몸체 샤프트 및/또는 외부 몸체 샤프트를 회전시키도록 구성되는, 침연기.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 몸체 또는 상기 외부 몸체는 몸체들의 쌍에 대한 입구 유로를 제공하도록 구성된 입구 몸체이고, 상기 내부 몸체 또는 상기 외부 몸체 중 다른 하나는 몸체들의 쌍에 대한 출구 유로를 제공하도록 구성된 출구 몸체인, 침연기.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 입구 몸체의 적어도 하나의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수가 상기 출구 몸체의 적어도 하나의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수보다 더 큰, 침연기.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침연기는 복수의 몸체를 포함하고, 각각의 몸체는 서로의 몸체에 대해 동심으로(concentrically) 위치되는, 침연기.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 침연기는 적어도 몸체들의 제1 쌍 및 몸체들의 제2 쌍을 포함하고, 선택적으로 상기 침연기는 몸체들의 제3 쌍, 및 선택적으로 몸체들의 하나 이상의 추가 쌍들을 포함하는, 침연기.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 침연기의 입구로부터 상기 침연기의 출구로의 유로는 각각의 몸체를 통하는, 침연기.
  29. 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체들의 각각의 쌍을 통한 상기 슬러리의 진행은 상기 슬러리의 플라스틱의 입자 크기를 점진적으로 감소시키도록 구성되는, 침연기.
  30. 제26항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    둘 이상의 몸체 중 제1 몸체는 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체) 및 출구 몸체(내부 몸체와 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하고, 상기 입구 몸체의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 "A" mm이고, 상기 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수 또는 최대 치수는 약 0.8 × "A" mm인, 침연기.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침연기는 수평 회전축을 갖는, 침연기.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 유로는 상기 침연기의 바닥으로부터 상기 침연기의 최상부의 출구까지인, 침연기.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침연기 입구로부터 상기 침연기 출구로의 상기 유로는 몸체들의 각각의 쌍의 각각의 몸체의 개구를 통해 제공되는, 침연기.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침연기 입구로부터 상기 침연기 출구로의 상기 유로는 각각의 중간 몸체를 통해 최내측 몸체로부터 최외측 몸체로 제공되는, 침연기.
  35. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 침연기 입구로부터 상기 침연기 출구로의 상기 유로는 각각의 중간 몸체를 통해 최외측 몸체로부터 최내측 몸체로 제공되는, 침연기.
  36. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 슬러리의 흐름은 내부 몸체의 내부 표면 및/또는 몸체들의 최내측 쌍의 내부 몸체의 내부 표면으로 제공되는, 침연기.
  37. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 슬러리의 흐름은 외부 몸체의 외부 표면 및/또는 몸체들의 최외측 쌍의 외부 몸체의 외부 표면으로 제공되는, 침연기.
  38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 슬러리는 4 mm 내지 20 mm, 선택적으로 약 8 mm의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자들을 포함하는, 침연기.
  39. 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구 슬러리는 0.5 ㎛ 내지 20 ㎛의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자들을 포함하는, 침연기.
  40. 제1항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구 슬러리는 플라스틱 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자들을 포함하고, 상기 플라스틱 입자 크기는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은, 침연기.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 사전 결정된 플라스틱 입자 크기는 약 0.5 ㎛ 또는 1 ㎛인, 침연기.
  42. 제40항 또는 제41항에 있어서,
    상기 플라스틱 입자 크기가 상기 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 큰 경우, 상기 출구 슬러리가 상기 사전 결정된 입자 크기 미만의 입자 크기를 가질 때까지, 상기 출구 슬러리는 상기 침연기 입구 및/또는 다른 침연기의 침연기 입구 및/또는 정쇄기(refiner)로 향하는, 침연기.
  43. 제1항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 몸체와 상기 외부 몸체의 상대 회전은 상기 플라스틱 입자에 전단 응력을 인가하는, 침연기.
  44. 제1항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 슬러리는 적어도 하나의 액체를 포함하는, 침연기.
  45. 제1항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 몸체 및 상기 외부 몸체는 각각 a) 원통형 몸체, b) 원뿔대형(frusto-conical) 몸체, 또는 c) 원뿔형 몸체를 포함하는, 침연기.
  46. 플라스틱을 프로세스하기 위한 시스템으로서,
    플라스틱 입자들을 포함하는 시스템 입구 슬러리를 수용하도록 구성된 입구;
    시스템 출구 슬러리를 전달하도록 구성된 출구;
    하나 이상의 침연기를 포함하고, 상기 하나 이상의 침연기는 제1항 내지 제39항 중 어느 한 항의 침연기인, 침연 스테이지를 포함하고,
    상기 시스템 입구 슬러리는 상기 침연 스테이지에 제공되어 상기 시스템 출구 슬러리를 생성하는, 시스템.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 시스템은 복수의 침연기를 포함하는, 시스템.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 복수의 침연기 중 적어도 2개는 직렬로 배열되는, 시스템.
  49. 제47항 또는 제48항에 있어서,
    상기 복수의 침연기 중 적어도 2개는 병렬로 배열되는, 시스템.
  50. 제46항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 침연기 중 하나의 상기 출구 슬러리는 상기 하나 이상의 침연기 중 다른 것의 입구 및/또는 동일한 침연기의 상기 입구로 향하도록 구성되는, 시스템.
  51. 제47항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 적어도 제1 침연기, 및 제2 침연기 쌍을 포함하고, 선택적으로 상기 시스템은 제3 침연기, 및 선택적으로 하나 이상의 추가 침연기를 포함하는, 시스템.
  52. 제51항에 있어서,
    유로가 제1 침연기, 후속하여 제2 침연기 선택적으로 후속하여 제3 침연기, 그리고 선택적으로 후속하여 하나 이상의 추가 침연기를 통해 상기 시스템의 상기 입구로부터 상기 시스템의 상기 출구로 제공되는, 시스템.
  53. 제51항 또는 제52항에 있어서,
    상기 제1 침연기는 입구 몸체(내부 몸체 또는 외부 몸체 중 하나) 및 출구 몸체(상기 내부 몸체 및 상기 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하고, 상기 입구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 20 mm이고, 상기 출구 몸체의 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 17 mm인, 시스템.
  54. 제51항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 침연기는 입구 몸체(상기 내부 몸체 또는 상기 외부 몸체 중 하나) 및 출구 몸체(상기 내부 몸체 및 상기 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하고, 상기 입구 몸체의 상기 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 17 mm이고, 상기 출구 몸체의 상기 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 12 mm인, 시스템.
  55. 제51항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 침연기는 입구 몸체(상기 내부 몸체 또는 상기 외부 몸체 중 하나) 및 출구 몸체(상기 내부 몸체 및 상기 외부 몸체 중 다른 하나)를 포함하고, 상기 입구 몸체의 상기 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 12 mm이고, 상기 출구 몸체의 상기 개구의 폭 또는 다른 치수, 또는 최대 치수는 약 3 mm인, 시스템.
  56. 제51항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템 출구 슬러리는 플라스틱 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자들을 포함하고, 상기 플라스틱 입자 크기는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은, 시스템.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 사전 결정된 플라스틱 입자 크기는 약 0.5 ㎛ 또는 1 ㎛인, 시스템.
  58. 제56항 또는 제57항에 있어서,
    상기 플라스틱 입자 크기가 상기 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 큰 경우, 상기 출구 슬러리가 상기 사전 결정된 입자 크기 미만의 입자 크기를 가질 때까지, 하나 또는 복수의 침연기의 상기 출구 슬러리는 상기 침연기 입구 및/또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향하는, 시스템.
  59. 제46항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 슬러리는 상기 출구 슬러리가 상기 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연 스테이지를 통해 재순환되는, 시스템.
  60. 제46항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 교반 스테이지를 더 포함하고, 상기 교반 스테이지는 상기 침연 스테이지 전에 위치되고, 시스템 입구 슬러리가 상기 교반 스테이지의 입구에 제공되고, 상기 교반 스테이지의 출구는 교반된 슬러리를 상기 침연 스테이지에 제공하는, 시스템.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 교반기는 스터러(stirrer)를 포함하는 용기를 포함하고, 상기 스터러는 상기 용기 내의 상기 시스템 입구 슬러리를 교반하여 교반된 슬러리를 생성하도록 구성되는, 시스템.
  62. 제60항 또는 제61항에 있어서,
    상기 교반기는 하나 이상의 배플(baffle)을 포함하고, 상기 하나 이상의 배플은 상기 용기의 벽으로부터 연장되는, 시스템.
  63. 제46항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 정쇄 스테이지를 더 포함하고, 상기 정쇄 스테이지는 적어도 하나의 정쇄기를 포함하고, 상기 정쇄 스테이지는 상기 침연 스테이지 뒤에 위치되어 상기 침연 스테이지로부터 침연된 슬러리를 수용하는, 시스템.
  64. 제63항에 있어서,
    상기 정쇄기는 복수의 개구를 갖는 내부 시스(sheath), 및 상기 내부 시스와 외부 시스 사이에 입구를 규정하는 상기 내부 시스의 일 측에 대한 상기 외부 시스, 및 상기 입구로부터 상기 개구들을 통해 출구까지의 유로를 규정하는 상기 내부 시스의 다른 측 상의 상기 출구를 포함하는, 시스템.
  65. 제64항에 있어서,
    상기 정쇄기에서 상기 내부 시스 및 상기 외부 시스는 원뿔형인, 시스템.
  66. 제64항 또는 제65항에 있어서,
    상기 내부 시스는 실질적으로 연속적인 표면인, 시스템.
  67. 제64항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 시스는 메쉬 물질을 포함하는, 시스템.
  68. 제46항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자가 사전 결정된 입자 크기보다 큰 경우, 상기 슬러리는,
    i) 상기 시스템 출구 슬러리가 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연기 입구 또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향하거나,
    ii) 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱을 생성하기 위해, 상기 정쇄기 입구로 도입되어 상기 내부 시스 개구를 통해 상기 정쇄기 출구로의 상기 유로를 따라 이동하거나,
    iii) (i) 및 (ii)의 조합으로 되는, 시스템.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 사전 결정된 플라스틱 입자 크기는 0.5 ㎛ 또는 1 ㎛인, 시스템.
  70. 제46항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 에멀젼화(emulsification) 스테이지를 더 포함하고, 선택적으로 상기 에멀젼화 스테이지는 상기 정쇄 스테이지 및 상기 침연 스테이지에 후속하여 위치되는, 시스템.
  71. 제46항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 침연기 및 에멀젼 유닛들을 냉각시키고 선택적으로 임의의 베어링들을 냉각시키도록 구성된 수냉식 시스템을 더 포함하는, 시스템.
  72. 플라스틱 프로세스 방법으로서,
    침연기를 제공하고 선택적으로 정쇄기를 제공하는 단계로서,
    상기 침연기는 입구 및 출구를 가지며, 상기 침연기는 몸체들의 하나 이상의 쌍을 포함하고, 몸체들의 쌍은 서로에 대해 회전하는 내부 몸체 및 외부 몸체를 포함하고, 상기 내부 몸체 및 상기 외부 몸체는 1.2 mm 미만만큼 서로로부터 이격되고, 각각의 몸체는 복수의 개구를 포함하여 각각의 몸체를 통해 유로를 규정하고,
    존재하는 경우, 상기 정쇄기는 복수의 개구를 갖는 내부 시스, 및 상기 내부 시스와 외부 시스 사이에 입구를 규정하는 상기 내부 시스의 일 측에 대한 상기 외부 시스, 및 상기 입구로부터 상기 개구들을 통해 출구까지의 유로를 규정하는 상기 내부 시스의 다른 측 상의 상기 출구를 포함하는, 제공하는 단계,
    슬러리를 상기 침연기 입구로 도입하는 단계로서, 상기 슬러리는 4 mm 내지 20 mm의 입자 크기를 갖는 플라스틱 입자들을 포함하고, 상기 슬러리는 각각의 몸체의 상기 개구들을 통해 상기 침연기 입구로부터 상기 침연기 출구로의 유로를 따라 이동하여 플라스틱 입자 크기를 갖는 슬러리를 생성하여, 상기 입자가 약 0.5 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 큰 경우, 상기 슬러리는
    i) 출구 슬러리가 약 0.5 μm 또는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 입자 크기를 가질 때까지 침연기 입구 또는 다른 침연기의 침연기 입구로 향하고,
    ii) 약 0.5 μm 또는 사전 결정된 플라스틱 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱을 생성하기 위해, 정쇄기 입구로 도입되어 내부 시스 개구를 통해 정쇄기 출구로의 유로를 이동하고,
    iii) (i) 및 (ii)의 조합으로 되는, 도입하는 단계를 포함하여,
    상기 플라스틱 프로세스 방법은 약 0.5 ㎛ 또는 사전 결정된 입자 크기보다 작은 입자 크기를 갖는 플라스틱을 포함하는 슬러리를 생성하는, 방법.
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