KR20230097081A - 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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마리아 실비아 파찌
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레겐테크 에스.알.엘. 소시에타’ 베네피트
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Abstract

적어도 하나의 파쇄기(2), 적어도 하나의 분쇄기(3), 혼합물의 결과적 획득으로, 용매(A), 폴리에틸렌 글리콜(B), 폴리에테르 및 유기 결합제(C)로부터 바람직하게 선택된 적어도 하나의 다른 물질과 상기 적어도 하나의 분쇄기(3)로부터 생성된 파우더의 믹싱을 위한 적어도 하나의 믹서(4); 적층 가공의 유형의 방법에 따라 의류 등의 아이템의 적어도 한 일부의 결과적 제공으로, 미리 정의된 표면(7) 상에 상기 혼합물의 레이어(layer)의 증착(deposition)을 위하여, 적어도 두개의 축을 갖는 이동 유닛(6) 상에 배열되는, 상기 혼합물의 적어도 하나의 압출기(5)를 포함하는, 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치(1).

Description

의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법
본 발명은 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법(process)에 관련된다.
특히, 본 발명은, 폐기물(waste material)로부터 시작하여, 의류, 신발, (예를 들어, 가방, 지갑, 스카프, 모자와 같은) 의류용 액세서리 등을 생산하는 것이 가능하게 하는 장치 및 방법에 관련된다.
일부 유형의 의류를 제조하는 것은 폐기물(waste)을 사용하는 것으로 알려져 있다: 특히, 폴리에스테르(polyester) 또는 폴리에틸렌(polyethylene) 폐기물을 재활용함으로써 의류의 아이템을 제공하도록 사용될 수 있는 새로운 직물의 생산을 위해 방직(textile) 산업에 공급될 수 있는 원사(yarn)를 획득하는 것이 가능하다.
이러한 폐기물을 재활용하는 것에 대한 알려진 모든 방법은 일부 작업만 수행되는 별도의 산업 시설의 참여(involvement)를 수반한다(특히 위에서 설명되었던 것을 참조하여, 폐기물을 표준 크기의 그레뉼(granule)로 변환하는 제1 시설, 원사와 방직 섬유가 그레뉼로부터 시작하여 제공되는 제2 시설, 원사와 방직 섬유의 직조(weaving)를 위한 제3 시설, 의류의 아이템의 생산을 위한 제4 시설이 있다).
재활용 작업과 관계된 비용에 추가하여, 하나의 시설에서 다른 시설까지의 중간 제품의 운송을 위한 비용도 있는 것이 주목되고, 더욱이 이러한 운송은 심각한 환경 영향을 유발한다.
게다가, 알려진 방법이 일부 특정 재료를 제외하고 방직 생산 사이클에 재도입을 위한 재활용을 가능하게 하는 것이 명시될 것이고, 의류 및 관련 액세서리의 분야에서 사용된 거의 대부분의 재료를 배제한다.
본 발명의 목표는 위에서 설명된 문제를 해결하는 것이고, 하나의 생산 시설에서 또 다른 생산 시설로의 재료의 운송에 대한 비용을 필요로 하지 않는 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법을 제안한다.
이러한 목표 내에서, 본 발명의 목적은 최소한의 에너지 소비와 최소한의 환경 영향을 보장하는 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이전에 폐기물로 공급된 의류 및/또는 의류 액세서리의 임의의 아이템을 원료로 사용함에 따라 작동할 수 있는 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 의류 산업의 및/또는 가죽 산업의 및/또는 무두질 공장의, 및/또는 방직 산업의 임의의 불량품(reject)을 원료로 사용함에 따라 작동할 수 있는 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 차례로 재활용될 수 있는 제품의 생산을 위해 적합한 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 실제로 제공하는 것이 상대적으로 간단하고 적용에서 안전한 저비용으로 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이후에 더 명백해질 것인 이 목표와 이러한 및 다른 목적들은
- 블레이드 크러셔(blade crusher), 임팩트 밀(impact mill), 볼 밀(ball mill) 등으로부터 바람직하게 선택된 유형의 적어도 하나의 파쇄기(shredder);
- 상기 적어도 하나의 파쇄기로부터 생성된 밀링된 재료의 미세 분쇄를 위해, 볼 밀, 유동층 밀(fluid bed mill), 링 및 롤러 밀(ring and roller mill) 등으로부터 바람직하게 선택된 유형의 적어도 하나의 분쇄기(pulverizer);
- 혼합물의 결과적 획득으로(with consequent obtainment of a mixture), 용매, 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 폴리에테르 및 유기 결합제(polyether and organic binder)로부터 바람직하게 선택된 적어도 하나의 다른 물질과 상기 적어도 하나의 분쇄기로부터 생성된 파우더(powder)의 믹싱을 위한 적어도 하나의 믹서(mixer);
- 적층 가공(additive manufacturing)의 유형의 방법에 따라 의류 등의 아이템의 적어도 한 일부의 결과적 제공으로, 미리 정의된 표면 상에 상기 혼합물의 레이어의 증착(deposition)을 위하여 적어도 두개의 축을 갖는 이동 유닛 상에 배열되는, 상기 혼합물의 적어도 하나의 압출기(extruder)
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치에 의해 달성된다.
이 목표와 이러한 목적은
- 3에서 10mm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 3에서 10mm 사이로 구성된 각 그레뉼(granule)의 주요 크기를 가진 밀링된 재료를 획득하기 위해 폐 직물, 과잉 생산 및/또는 재고 잔재물, 의류의 폐기된 아이템, 폐기된 가죽, 폐기된 의류 액세서리 등으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 구성된 원료를 파쇄하는 단계;
- 1에서 20 μm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 1에서 20 μm 사이로 구성된 각 파우더 그레인의 주요 크기를 가진 파우더를 획득하기 위해, 이전 파쇄 단계로부터 생성된, 밀링된 재료를 분쇄하도록 수행하는 단계;
- 혼합물의 결과적 획득으로, 용매, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에테르 및 유기 결합제로부터 바람직하게 선택된 적어도 하나의 다른 물질과 상기 적어도 하나의 분쇄기로부터 생성된 상기 파우더를 믹싱하는 단계;
- 적층 가공의 유형의 방법에 따라, 의류 등의 아이템의 적어도 한 일부의 결과적 제공으로, 미리 정의된 표면 상에 상기 혼합물의 레이어를 증착하는 단계
를 구성하는 의류 등의 아이템의 생산을 위한 방법에 의해 더 달성된다.
본 발명의 추가적인 특성 및 이점은 첨부된 도면에서의 비제한적인 예에 의해 예시된, 의류 등의 아이템을 생산을 위한 장치 및 방법의 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예의 설명으로부터 더 명백해질 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 장치의 가능한 구조의 개략도이다.
특히 도면을 참조하여, 숫자 1은 일반적으로 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치를 표시한다.
"의류의 아이템" 표현은 임의의 의복(garment) 및/또는 (단추, 장식 등도 포함하도록 소매, 요크(yoke), 칼라(collar), 보디스(bodice) 등과 같은 의복의 부분으로부터 시작하는) 그것의 임의의 부분를 지칭하는 것으로 이해되는 것이다.
본 발명에 따른 장치(1)는 블레이드 크러셔(blade crusher), 임팩트 밀(impact mill), 볼 밀(ball mill) 등으로부터 바람직하게 선택된 유형의 적어도 하나의 파쇄기(shredder)(2)를 포함한다.
블레이드 크러셔 또는 블레이드 밀은 미리 정의된 입자 크기 분포의 정도가 될 때까지 재료의 각 개별 일부를 절단하는 (일반적으로 적어도 하나의 각각의 회전 샤프트와 관련된) 복수의 블레이드의 동작(action)에 의해 블레이드(them)로 도입된 재료를 분쇄하도록 사용된 디바이스이다.
임팩트 밀 또는 해머 밀은 사용되는 것이 더 작은 규모라는 차이를 갖는, 채석장 크러셔와 실제로 동등하다. 로터에 고정되고 일정한 각도 간격으로 배열되는 미리 정의된 수의 해머로 구성된다. 공급은 위에서부터 발생하고 크러시(crush)된 재료는 아래 부분에서 배출한다. 재료는, 공급기 유입구(feeder inlet)로부터 내려오면, 회전하는 해머로부터 정확한 거리에 고정되고 조정되는 플레이트에 대해(against) 재료(it)를 누르는, 해머로 충격을 받는다. 플레이트를 이용한 충격은 재료의 추가적인 파쇄(crushing)를 유발한다. 재료는 그런 다음 재료가 해머와 두 개의 플레이트 사이에 구성된 공간을 통과하는 경우에 발생하는 압축/마찰에 의해, 둘 이상의 연속적인 파쇄를 받는다. 재료가 일련의 연속적인 파쇄 공정을 받으면, 최종 제품의 크기는 최종 충격이 발생하는 해머와 두 개의 플레이트 사이의 거리에 의해 제한된다. 마지막으로, 파쇄된 재료는 아래 출구에서 배출한다.
볼 밀은 재료를 매우 미세한 파우더로 밀링하도록 사용된 밀의 한 유형이다: 볼 밀(this)은 다양한 종류의 재료를 밀링하도록 사용된 축 대칭 장치(axially symmetrical apparatus)이다. 중력식 볼 밀은 수평축에 대하여 회전하고 세라믹으로 만든 대리석, 부싯돌, 스틸 볼(steel ball)과 같이, 다양할 수 있는, 볼로 또는 파쇄되기 위한 재료로 부분적으로 채워진다. 매우 미세한 파우더로 재료를 감소시키는 캐스케이드 효과(cascade effect)는 내부적으로 발생한다. 산업용 볼 밀은 한쪽에서 공급되고 다른 쪽에서 비어지는 상태에서, 연속적으로 작동할 수 있다.
일반적인 볼 밀에 추가하여 매우 작은 크기로 재료의 샘플의 밀링을 위해 주로 실험실에서 사용되는 유성형 볼 밀(planetary ball mill)로 알려진 두 번째 유형이 있다. 유성형 볼 밀은, 동작 방향(motion of direction)이 밀링을 위한 컨테이너 중 하나에 반대인, 썬 기어(sun gear) 상에서 편심으로 배열되는 밀링을 위한 적어도 하나의 컨테이너(container)로 구성된다. 이러한 밀링 컨테이너 내에서의 볼(ball)은 코리올리 힘(Coriolis force)이라고 불리는, 중첩된 회전 동작을 받는다. 볼과 컨테이너 사이의 속도차는 마찰력과 충격력 사이의 상호작용을 생성하고, 높은 다이내믹스(high dynamics)를 가진 에너지를 방출(release)하며, 유성형 볼 밀의 크기의 높고 매우 효과적인 축소의 정도(degree of reduction)를 생성한다.
파쇄기(2)로서 추가의 및 별개의 장치의 채택은 이전에 인용된 "밀"의 장치(those)와 동등한 특성 및 성능을 갖는 한, 배제되지 않는다.
본 발명에 따른 장치(1)는 적어도 하나의 파쇄기(2)로부터 도달하는 밀링된 재료의 미세 분쇄를 위해, 볼 밀, 유동층 밀(fluid bed mill), 링 및 롤러 밀(ring and roller mill) 등으로부터 바람직하게 선택된 유형의 적어도 하나의 분쇄기(3)를 더 포함한다.
(본 명세서에서 "볼 밀" 정의가 전통적인 유형의 볼 밀 및 유성형 볼 밀 모두를 포함하는 것으로 간주되는 것을 명시한) 볼 밀은 이미 설명되었고 참조는 위에서 제공된 정의가 이루어진다.
유동층 밀에서 밀링은 고압에서 공기/질소의 컨센트릭 제트(concentric jet)로 재료를 스트라이킹(striking)함으로써 제공된다. 이 방식으로 제품의 마찰은 활용되고 그 입자들이 서로에 대해 문지르며, 미세하게 분쇄된 재료를 생성한다. 이러한 밀은 출력에서 재료를 거르고 원하는 입자 크기 분포를 획득될 때까지 제품의 자동 재활용을 위해 사용되는, 가변 회전을 하는 통합된 분리기(separator)를 제공한다.
링 및 롤러 밀은 본질적으로 롤러가 거대한 주철(cast iron) 지지대 상에 설치되는 용접된 강철 프레임으로 구성된다. 각 쌍의 롤러는 어떤 더 단단한 외부 물체의 손상 없이 통과를 허용하기 위해, 최종 밀링 크기를 변경하기 위해 거리를 조정하는 가능성을 가진, 고정된 실린더 및 스프링에 의해 유지되는 이동 가능한 실린더로 구성된다. 제어는 체인으로 고정된 롤러에 동작을 전달하는, 감속 기어 모터에 의해 수행된다. 차례로, 고정된 롤러는 가늘고 긴 톱니 세트를 가진 한 쌍의 밀링된 강철 기어를 통해 이동가능한 롤러에 이동을 전달한다. 롤러는 빗 또는 스크레이퍼 블레이드로 깨끗하게 유지되며 금속 플레이트 하우징에 의해 보호된다.
분쇄기(3)로서 추가의 및 별개의 장치의 채택은 이전에 인용된 "밀"과 동등한 특성 및 성능을 갖는 한 배제되지 않는다.
본 발명에 따른 장치(1)는 적어도 하나의 분쇄기(3)의 후속인, 용매(A), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)(B), 폴리에테르 및 유기 결합제(polyether and organic binder)(C)로부터 바람직하게 선택된 적어도 하나의 다른 물질과 적어도 하나의 분쇄기(3)로부터 도달하는 파우더와의 믹싱을 위한 위한 적어도 하나의 믹서(4)를 포함하고, 결과적으로 혼합물을 얻는다.
다양한 적용에 적합한 용매(A)가 물이라는 것이 명시된다.
특히, 용매(A)로 사용된 물의 순도의 특정 레벨은 요구되지 않으므로, (정제 및/또는 증류가 필요하지 않는) 단순히 적절한 필터링 작업을 수행함으로써, 이전 처리 사이클에서 이미 참여된 물을 재사용하는 것이 가능하다: 따라서 본 발명에 따른 장치(1)가 제한된 물 소비의 관점에서 환경적 영향을 미치지 않는다는 것이 증명된다.
폴리에틸렌 글리콜(B)은 바람직하게 PEG 400으로 알려진 유형이고 윤활 기능을 갖는다. 일부 가능한 실시예와 관련하여, 폴리에틸렌 글리콜(B)이 (믹서(4)에 의해 제조된 혼합물과 함께 제공된) 완성된 제품에 더 큰 유연성 및 심지어 특정 탄성을 제공할 수 있다는 것이 주목된다.
일반적으로, 폴리에틸렌 글리콜(B)은 300에서 10,000,000 g/mol 사이로 구성된 평균 분자량 값을 갖는다.
화학적 특성이 실질적으로 변하지 않은 상태로 유지되는 반면, (예를 들어 점도와 같은) 폴리에틸렌 글리콜(B)의 물리적 특성은 거대분자의 평균 길이에 따라, 즉, 반복 유닛의 평균 수 n에 따라 변화한다.
n의 낮은 값에 대하여, 폴리에틸렌 글리콜(B)은 액체이지만, n 증가에 따라 폴리에틸렌 글리콜(B)(it)은 대신에 상대적으로 낮은 융점을 가지는 밀랍으로 만든 고체의 모양을 획득한다.
폴리에틸렌 글리콜(B)은 물, 메탄올, 벤젠, 디클로로메탄로 용해할 수 있다. 폴리에틸렌 글리콜(B)(it)은 비이온성 계면활성제를 생성하기 위해 소수성 분자와 결합된다.
고체 PEG의 융점은 약 68°C이다.
유기 결합제(C)는 농식품 부문의 폐기물로부터 생성할 수 있는 전분 또는 셀룰로오스 결합제로 구성될 수 있다.
전분은 빵, 파스타, 쌀, 감자와 같은 식품에 일반적으로 포함된, 탄수화물 종류(class)의 유기 화합물이고, 4/5 아밀로펙틴과 1/5 아밀로오스로 구성되며 α-글리코시드 결합에 의해 상호 연결된 많은 수의 글루코스의 중합 유닛을 특징으로 한다.
셀룰로오스 결합제 중에서, 언급은 4% 수성의 용액에서 하이드록시에틸셀룰로오스(hydroxyethylcellulose)의 사용의 비제한적 예를 통해 이루어질 수 있다. 하이드록시에틸셀룰로오스는 폴리머의 하이드록실 그룹이 결정화되는 것으로부터 방지하는, 하이드록시에틸 그룹으로 대체되었다는 것에서 셀룰로오스와 다른 셀룰로오스 유도체(cellulose derivative)이다. 하이드록시에틸셀룰로오스(it)는 매우 친수성이며 농밀화(thickening) 및 겔-형성 특성을 가지고 있다.
하이드록시에틸셀룰로오스(it)는 하이드록시에틸셀룰로오스(it)가 구성되는 폴리머 사슬의 길이에 따라 거의 수용성일 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 따른 장치(1)는 적층 가공(additive manufacturing) 유형의 방법에 따라, 의류 등의 아이템의 적어도 한 일부의 결과적인 제공으로, 미리 정의된 표면(7) 상에 혼합물 레이어(layer)의 증착(deposition)을 위하여 적어도 두개의 축을 갖는 이동 유닛(6) 상에 배열된 (상위에 배열된 적어도 하나의 믹서(4)로부터 생성된) 혼합물의 적어도 하나의 압출기(5)를 포함한다.
압출기(5)는 (특정 계산 알고리즘에 의해 결정된) 미리 정의된 증착 기준에 따른 혼합물의 압출(extrusion)에 의해, 다양한 유형의 제품을 제공하는 것을 가능하게 한다. 특히, 패션 부문에 대하여 두 개의 다른 유형의 제품을 제공하는 것이 간단하다, 즉:
- 소형 부속품(의류 및 가죽 제품을 위한 단추, 버클 및 다른 액세서리);
- 더 큰 직물 부속품(콘튜어드 직물(contoured fabric), 지퍼(zip fastener) 등).
스티치트 심(stitched seam) 또는 다른 재료로 만들어진 부속품 없이 의류의 완성된 아이템을 제공하는 것을 가능하게 하는 구현을 통해 현재 제공된다.
적어도 두개의 축을 갖는 이동 유닛(6)은 산업에서 사용 중인 전통적인 이동 조립체(이 경우에, 이동 축의 수가 매우 넓은 범위 내에서 선택될 수 있음) 또는 앤스로포모르픽(anthropomorphic) 로봇일 수 있다.
앤스로포모르픽 로봇의 채택은 (임의의 3차원 형상을 가질 수 있는) 미리 정의된 표면(7)의 임의의 부분을 갖는 정렬로, 즉, (고객의 신체를 시뮬레이션하는 형상 또는 마네킹일 수 있는) 템플릿에 대하여 회전함으로써, 압출기를 가져오는 것을 가능하게 한다.
이동 유닛(6)으로 앤스로포모르픽 로봇을 채택하기로 결정한다면, 다양한 부분에서의 적용을 위하여 적층 가공에 의해 리지드(rigid) 및 플렉서블(flexible) 제품 둘 다를 제공할 수 있는 전용 압출 헤드(압출기(5))가 설계된다. 장치(1)의 목적은 사실 형상, 크기, 특성 및 기능에서 상이한 매우 다양한 제품의 생산이다.
본 발명에 따른 장치(1)는 적층 가공의 분야에서 작동한다: 혁신적인 원형 재료를 사용하여 다양한 부문에 대한 제품을 제공할 수 있기 위해 적층 가공의 분야에서 전문화된 서비스를 획득하는 것이 의도된다. 이 혁신적인 재료는 유리하게 재활용된 방직 섬유 및 유기 결합제(C)에 의해 제공된 화합물일 수 있다. 상기 재료에 의해 패션 산업의 폐기물 및 그에 따른 CO2 배출량을 크게 감소하도록 돕는 것이 가능하다.
적층 생산을 통해 다양한 적용을 위해 플렉서블 제품을 제공하는 것이 가능하다.
지속가능성은 점점 이탈리아와 해외 모두에서 경쟁력 있는 이점을 획득하기 위한 독특한 요소이다.
(본 발명에 따른 장치(1)에 의해 처리되고 생산된) 패션 부문의 방직 섬유를 재활용함에 따라 제공된 혁신적인 복합 재료는 세계에서 가장 오염이 심한 부문 중 하나인 부문(패션 부문)에서 환경 보호 기준에 따라 개입하는 것을 가능하게 한다: 이러한 재료는, 재활용되지 않으면, 매립지에서 폐기로 예정될 것이다.
순환 경제의 원리에 따라, 폐기물은 더 이상 비용이 아니라 생산 체인의 생산 사이클에서 재도입되도록 새로운 자원이 된다. 게다가, 방직 및 무두질 섬유의 재활용은 상당히 원료의 생산을 위한 물과 에너지의 소비를 감소시키고, 대기 중으로 CO2의 배출량을 감소시킨다.
본 발명에 따른 이 장치(1)는, 전문화된 서비스의 획득을 통해, 앤스로포모르픽 로봇(또는 다른 다축 이동 유닛(6))을 사용하여 위에서 설명된 재료를 처리할 수 있는 맞춤형 압출기(5)를 제공하려고 한다.
실제 및 적용에서 의심할 여지없는 관심의 건설적인 솔루션을 특히 참조하여, 적어도 하나의 분쇄기(3)는 유리하게 -50℃보다 낮은 온도에서 그 내용물 및 적어도 하나의 분쇄기(3)를 유지하기 위한 냉각 유닛(8)과 관련될 수 있다.
온도 감소에 따라 적어도 하나의 파쇄기(2)에서 생성된 밀링된 재료의 취약성이 증가하므로, 상기 재료가 매우 낮은 입자 크기 분포 값을 획득하기 위해, 더 쉽게 분쇄될 수 있는 것이, 명시된다.
특히, 냉각 유닛(8)은 편리하게 -150℃ 보다 낮은 온도에서 상기 적어도 하나의 분쇄기 및 그 내용물을 유지하기 위해, 적어도 하나의 분쇄기(3)를 따라 액체 질소의 재순환을 위한 회로를 포함할 수 있다.
분쇄기(3)가 볼 밀이면, 냉각 유닛(8)이 -200℃ 보다 높지 않은 온도에서 분쇄기(3) 및 그 내용물을 유지한다면 최적의 결과가 분쇄기(3)에 의해 획득된 파우더의 입자 크기 분포에 관하여 달성되었다는 것이 명시된다.
어떤 경우에, 추가의 및 별개의 이상적인 작동 온도가 (예를 들어 도입된 유체 제트 자체가 특정 저온에 있을 수 있는, 유동층 밀, 또는 링 및 롤러 밀을 사용함으로써) 크기, 모양(예를 들어, 유성형 볼 밀) 또는 유형에 관하여 상이한 분쇄기(3)를 채택하는 경우에 식별(identify)될 수 있는 것이 배제되지 않는다.
적어도 하나의 파쇄기(2)가 3에서 10mm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 3에서 10 mm 사이로 구성된 각 그레뉼(granule)의 주요 크기를 가진 밀링된 재료를 획득하기 위해 직물, 가죽 등으로부터 선택된 재료를 파쇄하는 것에 적합한 것이 명시된다.
의심할 여지없는 실용적인(practical) 관심의 가능한 구성적 버전을 특히 참조하여, 파쇄기(2)로부터의 출력에서 획득된 밀링된 재료가 유리하게 5에서 8 mm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 5에서 8 mm 사이로 구성된 각 그레뉼의 주요 크기를 가질 수 있는 것이 명시된다.
직물, 가죽 등으로부터 선택된 재료는 대부분 중고 및/또는 결함있는 의류 및 액세서리의 재활용으로부터, 의류 및 액세서리 제조 산업의 가공 폐기물로부터, (신발 제조업체를 포함하는) 가죽 제조 산업 등의 가공 폐기물로부터, 방직 산업의 폐기물로부터, 무두질 산업의 폐기물로부터, 및 일반적으로(as a general rule), (천연 및 합성의) 직물 및 방직 섬유의 모든 폐기물로부터, 및 모든 가죽 폐기물로부터 생산한다.
가능성은 이러한 폴리머가 의류 및 관련 액세서리의 아이템(또는 본 발명에 따른 장치(1)를 통해 생산할 다른 유형의 제품)의 공급에 적합한 화학-물리적 특성을 가지는 한, 상이한 부문으로부터 생성된 폴리머 폐기물을 사용할 수 있도록 배제되지 않는다.
또한 적어도 하나의 분쇄기(3)가 1에서 20㎛ 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 1에서 20μm 사이로 구성된 각 파우더 그레인(grain)의 주요 크기를 가진 파우더를 획득하기 위해 적어도 하나의 파쇄기(2)로부터 생성된 밀링된 재료의 분쇄에 적합한 것이 명시된다.
의심할 여지없는 실용적인 관심의 가능한 구성적 버전을 특히 참조하여, 분쇄기(3)로부터의 출력에서 획득된 파우더가 유리하게 4에서 12㎛ 사이로 구성된 입자 크기를 가진, 즉, 4에서 12㎛ 사이로 구성된 각 그레뉼의 주요 크기를 가질 수 있는 것이 명시된다.
또한 적어도 하나의 믹서(4)가 유용하게 믹싱 블레이드를 지지하는 샤프트의 회전을 위하여 적합한 동작의 규칙을 정의하도록 조정된 각각의 제어 유닛에 의해 제어될 수 있는 것이 명시된다.
동작 규칙은 혼합물 내에서 유화된 공기의 감소 및 임의의 거품의 제거를 위해, 적어도 하나의 제1 속도에서의 믹싱 회전을 가진 적어도 하나의 제1 시간 간격 및 적어도 하나의 제2 속도에서의 믹싱 회전을 가진 적어도 하나의 제2 시간 간격을 포함할 것이다.
보다 구체적으로, 믹서(6)는 (믹싱 및 디포밍(defoaming) 모드로 지칭된) 특정 회전 모드에 의해, 형성될 수 있는 거품 및 그 안에 초기에 합쳐진 영역을 모두 제거함으로써 혼합물을 생성하는 것을 가능하게 하고, 따라서 (압출기(5)를 통해) 후속 모델링 단계를 손상시킬 수 있는 섬유 집합체가 없는 균일한 혼합물을 획득하는 것을 가능하게 한다.
예를 들어, 그 다음에 원하는 비율이 될 때까지 파우더 형태로 섬유를 점진적으로 추가하도록 먼저 제형(formulation)의 액체 부분(예를 들어 폴리에틸렌 글리콜(B) 및 유기 결합제(C))을 믹서(6)의 컨테이너 내에 도입하는 것이 가능하다. 용매(A)(예를 들어 물)는 파우더 형태로 섬유를 구성하는 재료의 특정 요건에 따라, 이전 및/또는 이후에 추가될 수 있다.
일부 테스트는 (상기 컨테이너의 전체 크기에 및 사용 중인 믹싱 블레이드의 특성에, 각각의 수량으로, 혼합기(6)의 컨테이너 내에 도입되는 특정 원료에 따라, 상이한 속도 값의 채택이 어떤 경우에도 배제되지 않는) 믹싱 회전이 900rpm의 속도에서 효과적으로 발생할 수 있는 반면, 디포밍 회전이 1200rpm의 속도에서 효과적으로 발생할 수 있는 것을 보여주었다. 두 단계는, 지시를 통해, (특정 적용의 경우에 더 긴 믹싱 시간을 제공하는 것이 배제되지는 않지만) 30초씩 지속할 수 있다.
이동 유닛(6)이 유리하게 혼합물의 레이어가 상기 압출기(5)에 의해 증착될 미리 정의된 표면(7)에 마주하고 근접하기 위해 배열되는 앤스로포모르픽 로봇으로 구성될 수 있다는 것이 또한 명시된다. 앤스로포모르픽 로봇의 자유도는 효과적으로 (또한 마네킹으로 또는 의류 및/또는 액세서리의 아이템이 생산되고 있는 고객의 치수를 정확하게 갖는 캐스트(cast)로 구성될 수 있는) 표면(7)의 각각의 개별 부분과 압출기(5)의 정렬을 허용한다.
본 발명은 또한 일련의 연속적인 단계의 실행을 제공하는 의류 등의 아이템의 생산을 위한 방법에 대한 그 보호를 확장한다.
첫 번째 단계 동안 3에서 10mm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 3에서 10mm 사이로 구성된 각 그레뉼의 주요 크기를 가진 밀링된 재료를 획득하도록 폐 직물, 과잉 생산 및/또는 재고 잔재물, 의류의 폐기된 아이템, 폐기된 가죽, 폐기된 의류 액세서리 등으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 구성된 원료를 파쇄하도록 수행할 필요가 있다.
의심할 여지없는 실용적인 관심의 가능한 실시예를 특히 참조하여, 획득된 밀링된 재료가 유리하게 5에서 8mm 사이로 구성된 입자 크기를 갖고, 즉, 5에서 8mm 사이로 구성된 각 그레뉼의 주요 크기를 가질 수 있는 것이 명시된다.
후속 단계 동안 1에서 20 μm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 1에서 20 μm 사이로 구성된 각 파우더 그레인의 주요 크기를 가진 파우더를 획득하기 위해, 이전 파쇄 단계로부터 생성된 밀링된 재료를 분쇄하도록 수행할 필요가 있을 것이다.
의심할 여지없는 실용적인 관심의 가능한 구성적 버전을 특히 참조하여, 획득된 파우더가 유리하게 4에서 12㎛ 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 4에서 12㎛ 사이로 구성된 각 그레뉼의 주요 크기를 가진 파우더를 가질 수 있는 것이 명시된다.
그런 후 용매(A), 폴리에틸렌 글리콜(B), 폴리에테르 및 유기 결합제(C)로부터 바람직하게 선택된 적어도 하나의 다른 물질과 분쇄 단계로부터 생성된 파우더를 믹싱하는 것을 계속해야 하고, 혼합물을 획득한다.
마지막으로, 그런 후 미리 정의된 표면(7) 상에 상기 혼합물의 레이어를 증착할 수 있고, 결과적으로 적층 가공의 유형의 방법에 따라, 의류 등의 아이템의 적어도 한 일부를 제공한다.
밀링된 재료의 분쇄 단계가 유리하게 -50℃보다 낮은 온도에서, 바람직하게 더 낮은 온도에서도, 예를 들어 약 -200℃, 발생할 수 있는 것이 명시된다.
미리 정의된 표면(7)이 편리하게 제공되는 의류의 아이템의 적어도 한 일부의 결과적 성형으로, 그 혼합물의 레이어의 증착을 위해, 인간 모양의 적어도 한 부분을 재현하는 마네킹일 수 있는 것이 명시된다.
방법이 또한 미리 정의된 표면(7) 상에서 레이어를 건조시키는 최종 단계를 포함하는 것이 명시된다.
건조 단계 전에, 혼합물은:
- 20%에서 60% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 분쇄 단계로부터 생성된 파우더,
- 30%에서 70% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 용매(A),
- 1%에서 10% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 유기 결합제(C),
- 1%에서 15% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 폴리에틸렌 글리콜(B)과 폴리에테르 중에서 선택된 적어도 하나의 물질
을 지시를 통해 포함하는 초기 조성물로부터 조성을 가진다.
건조 단계의 끝에서, 표면(7) 상에 적층된 혼합물은:
- 75%에서 98% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 분쇄 단계로부터 생성된 파우더,
- 2% 보다 적은 중량 백분율을 갖는, 용매(A),
- 2%에서 20% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 유기 결합제(C),
- 2% 보다 적은 중량 백분율을 갖는, 폴리에틸렌 글리콜(B) 및 폴리에테르로부터 선택된 적어도 하나의 물질
을 대신에 포함할 것이다.
적층 제조 덕분에 혁신적이고 지속가능한 생산 방법을 식별하는 것이 가능해졌고, 이는 폐기물을 생성하지 않고 에너지를 거의 소비하지 않으며, 더욱이, 실온에서 압출을 제공하기 때문이다. 또한, 단일 부분뿐만 아니라 소형 및 심지어 대형 시리즈도, 고도로 맞춤화된 제품을 제공하는 것이 가능하다.
장치(1)에 의해 및 방법에 의해 개발된 기술은 차례로 재활용되고 재활용될 수 있기 때문에 지속가능한 제품을 제공하는 것을 가능하게 한다.
유리하게, 본 발명은 위에서 설명된 문제를 해결하고, 하나의 생산 시설에서 또 다른 생산 시설로 재료의 운송을 위한 비용을 필요로 하지 않는 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치(1) 및 방법을 제안한다.
장치(1)는 사실 캐스케이드 배열로 배치한, 완제품의 제공을 위해 요구된 기계(those) 및 원료를 재활용하도록 요구된 기계를 단일 환경에 설치한다.
편리하게, 본 발명에 따른 장치(1) 및 방법은 이전에 설명된 대로, 최소한의 에너지 소비 및 최소한의 환경 영향을 보장한다.
유용하게, 본 발명에 따른 장치(1) 및 방법은 이전에 폐기물로 공급된 의류 및/또는 의류 액세서리의 임의 아이템을 원료로 사용함으로써 작동할 수 있다.
분명히, 본 발명에 따른 장치(1) 및 방법은 의류 산업의 및/또는 가죽 산업의 및/또는 무두질 부문의 및/또는 방직 산업의 임의의 폐기물을 원료로 사용함으로써 작동할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 장치(1) 및 방법은 차례로 재활용 가능한 제품의 제공에 적합하다.
타당하게, 본 발명에 따른 장치(1) 및 방법은 상대적으로 실제로 제공하는 것이 간단하고 저-비용이다: 이러한 특성은 본 발명에 따른 장치(1) 및 방법을 확실한 적용의 혁신으로 만든다.
따라서 고안된 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 있는 모든, 다수의 수정 및 변경이 가능하다; 또한 모든 세부 사항은 다른 기술적으로 동등한 요소로 대체될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 장치(1)가 또한 의류 부문 외에 부문에 대한 또한 의도된 제품의 제공을 위해 다른 부문(예를 들어 철거된 차량, 가구 부속품, 가정용 직물, 커튼, 맞춤 카펫 및 덮개의 내부 라이닝(lining), 산업 폐기물, 포장에서의 폴리머 폐기물 등)으로부터 생성된 유사한 폐 원료를 처리하도록 사용될 수 있는 반면, 동일한 생산 로직을 유지하는 것이 명시된다.
보여진 예시적인 실시예에서, 특정 예와 관련하여 주어진, 개별 특성은 다른 예시적인 실시예에 존재하는 다른 상이한 특성과 실제로 교환될 수 있다.
실제로, 크기뿐만 아니라, 사용된 재료는, 요건 및 최신 기술에 따라 무엇이든 될 수 있다.
본 출원이 우선권을 주장하는 이탈리아 특허 출원 번호 102020000025666에서의 본 개시는 여기에 참조로 포함된다.
임의의 청구항에서 언급된 기술적 특징 뒤에 참조 부호가 있는 경우, 참조 부호는 청구 범위의 명료도(intelligibility)를 증가시키는 유일한 목적으로 포함되었고, 따라서 이러한 참조 부호는 이러한 참조 부호에 의한 예를 통해 식별된 각 요소의 해석 상에서의 어떠한 제한적인 영향을 미치지 않는다.

Claims (11)

  1. 의류 등의 아이템의 생산을 위한 장치에 있어서,
    - 블레이드 크러셔(blade crusher), 임팩트 밀(impact mill), 볼 밀(ball mill) 등으로부터 바람직하게 선택된 유형의 적어도 하나의 파쇄기(shredder)(2);
    - 상기 적어도 하나의 파쇄기(2)로부터 생성된 밀링된 재료의 미세 분쇄를 위해, 볼 밀, 유동층 밀(fluid bed mill), 링 및 롤러 밀(ring and roller mill) 등으로부터 바람직하게 선택된 유형의 적어도 하나의 분쇄기(pulverizer)(3);
    - 혼합물의 결과적 획득으로(with consequent obtainment of a mixture), 용매(A), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)(B), 폴리에테르 및 유기 결합제(polyether and organic binder)(C)로부터 바람직하게 선택된 적어도 하나의 다른 물질과 상기 적어도 하나의 분쇄기(3)로부터 생성된 파우더(powder)의 믹싱을 위한 적어도 하나의 믹서(mixer)(4);
    - 적층 가공(additive manufacturing)의 유형의 방법에 따라 의류 등의 아이템의 적어도 한 일부의 결과적 제공으로, 미리 정의된 표면(7) 상에 상기 혼합물의 레이어(layer)의 증착(deposition)을 위하여 적어도 두개의 축을 갖는 이동 유닛(6) 상에 배열되는, 상기 혼합물의 적어도 하나의 압출기(extruder)(5)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 분쇄기(3)는,
    -50°C 아래의 온도로 상기 적어도 하나의 분쇄기(3) 및 그 내용물을 유지하기 위해 냉각 유닛(8)과 결합되는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각 유닛(8)은,
    -150°C 아래의 온도로 상기 적어도 하나의 분쇄기(3) 및 그 내용물을 유지하기 위해, 상기 적어도 하나의 분쇄기(3)를 따라 액체 질소의 재순환을 위해 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파쇄기(2)는,
    3에서 10 mm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 3에서 10 mm 사이로 구성된 각 그레뉼(granule)의 주요 크기를 가진 밀링된 재료를 획득하기 위해, 직물, 가죽 등으로부터 선택된 재료를 파쇄하도록 조정되는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 분쇄기(3)는,
    1에서 20 μm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 갖는, 즉, 1에서 20 μm 사이로 구성된 각 파우더 그레인(grain)의 주요 크기를 가진 파우더를 획득하기 위해 상기 적어도 하나의 파쇄기(2)로부터 생성된 밀링된 재료의 분쇄에 적합한 것을 특징으로 하는,
    장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 믹서(4)는 믹싱 블레이드를 지지하는 샤프트의 회전을 위하여 적합한 동작의 규칙을 정의하도록 조정되는 각각의 제어 유닛에 의해 제어되고,
    상기 동작의 규칙은 임의의 거품의 제거 및 혼합물 내에서 유화된 공기의 감소를 위해, 적어도 하나의 제1 속도에서의 믹싱 회전을 가진 적어도 하나의 제1 시간 간격 및 적어도 하나의 제2 속도에서의 믹싱 회전을 가진 적어도 하나의 제2 시간 간격을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동 유닛(6)은,
    상기 혼합물의 레이어가 상기 압출기(5)에 의해 증착될 미리 정의된 표면(7)에 마주하고 근접하기 위해 배열된 앤스로포모르픽(anthropomorphic) 로봇이고,
    상기 앤스로포모르픽 로봇의 자유도는 상기 표면(7)의 각각의 개별 부분과 상기 압출기(5)의 정렬을 허용하는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  8. 의류 등의 아이템의 생산을 위한 방법에 있어서,
    - 3에서 10mm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 3에서 10mm 사이로 구성된 각 그레뉼의 주요 크기를 가진 밀링된 재료를 획득하기 위해 폐 직물, 과잉 생산 및/또는 재고 잔재물, 의류의 폐기된 아이템, 폐기된 가죽, 폐기된 의류 액세서리 등으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 구성된 원료를 파쇄하는 단계;
    - 1에서 20 μm 사이로 구성된 입자 크기 분포를 가진, 즉, 1에서 20 μm 사이로 구성된 각 파우더 그레인의 주요 크기를 가진 파우더를 획득하기 위해, 이전 파쇄 단계로부터 생성된, 밀링된 재료를 분쇄하도록 수행하는 단계;
    - 혼합물의 결과적 획득으로, 용매(A), 폴리에틸렌 글리콜(B), 폴리에테르 및 유기 결합제(C)로부터 바람직하게 선택된 적어도 하나의 다른 물질과 이전 분쇄 단계로부터 생성된 상기 파우더를 믹싱하는 단계;
    - 적층 가공의 유형의 방법에 따라, 의류 등의 아이템의 적어도 한 일부의 결과적 제공으로, 미리 정의된 표면(7) 상에 상기 혼합물의 레이어를 증착하는 단계
    를 구성하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 밀링된 재료의 분쇄 단계는,
    -50℃ 아래의 온도에서 일어나는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 미리 정의된 표면(7)은,
    제공되는 의류의 아이템의 적어도 한 일부의 결과적 성형으로 그 혼합물의 상기 레이어의 증착을 위해 인간 모양의 적어도 한 부분을 재현하는 마네킹인 것을 특징으로 하는,
    방법.
  11. 제8항에 있어서,
    - 20%에서 60% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 분쇄 단계로부터 생성된 파우더,
    - 30%에서 70% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 용매(A),
    - 1%에서 10% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 유기 결합제(C),
    - 1%에서 15% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 폴리에틸렌 글리콜(B)과 폴리에테르 중에서 선택된 적어도 하나의 물질
    을 포함하는 상기 혼합물의 초기 조성물로부터
    - 75%에서 98% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 분쇄 단계로부터 생성된 파우더,
    - 2% 보다 적은 중량 백분율을 갖는, 용매(A),
    - 2%에서 20% 사이로 구성된 중량 백분율을 갖는, 유기 결합제(C),
    - 2% 보다 적은 중량 백분율을 갖는, 폴리에틸렌 글리콜(B) 및 폴리에테르로부터 선택된 적어도 하나의 물질
    을 포함하는 건조되고 상기 표면(7) 상에서 계층화된 상기 혼합물의 조성물로의 전이를 위해 상기 미리 정의된 표면(7) 상에서 상기 레이어를 건조시키는 최종 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
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