人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法および選別装置

本発明は人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法および選別装置に関し、より詳しくは、人工芝に含まれる充填材をリサイクルするにおいて、2種以上の物質を高純度で各々分離できる人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法および選別装置に関する。

一般的に、人工芝は合繊繊維を素材として芝の形態を有するように人工的に形成されるものであり、施工後に管理が容易であり、緑が常に保たれるため、サッカー場、フィールドホッケー場、各種の室内インテリアおよびレジャー施設に用いられている。 さらに、人工芝は最近の技術発達につれてその品質が非常に優れており、天然芝に比べて水の節約および環境保護が可能であり、さらには芝管理費用が節減され、人工芝の市場規模が毎年急増している。

このような人工芝は、図1に示すように、カーペット形態の基材10、基材10上に植えられて芝の形態を有する芝層20、および芝層20内に充填される充填材30を含む。 ここで、基材10と芝層20は繊維構造体として熱可塑性化学繊維(例えば、PE、PP、ナイロンなど)を用いて製造され、充填材30は微粒子のケイ砂31とゴムまたはシリコン粒子のような弾性体33(例えば、SBR、EPDM、SEBSなど)などとを含み、製品に応じては芝層を基材10に固定させるためのバック面(例えば、PP、PET、SBR、NR、Acrylic、CaCO3、顔料など;図示せず)をさらに含んだりもする。

しかし、このような人工芝は、施工してから約7年乃至8年が経過すれば、芝層20の摩耗などの理由で寿命が終わってその交替が避けられない。 このため、人工芝を交替するにおいて、寿命が終わった人工芝を単に廃棄するのではなく、環境汚染の防止、資源浪費などの理由で人工芝をリサイクルすることになるが、これと関連し、熱可塑性化学繊維からなる基材10および芝層20と、充填材30を互いに分離することについては公開されているだけに難しくはない。

しかし、ケイ砂31と弾性体33などとから構成される充填材30の場合は、充填材30を構成する2種以上の物質の粒度の大きさが互いに異なるにしても、微粒子であるために分離が容易でなく、未だに全量焼却によって処理しているので、環境を汚染させるだけでなく資源を浪費している現状である。 そこで、充填材30をリサイクルするための選別方法および選別装置に関する研究開発が必要であり、たとえ充填材30を構成する2種以上の物質(例えば、前述したようなケイ砂31と弾性体33など)を容易に分離し出すにしても、高純度で各々分離しなければ充填材30をリサイクルできないため、高純度まで保障できる充填材をリサイクルするための選別方法および選別装置に関する研究開発が必要である。

本発明の技術的課題は、背景技術で言及した研究開発の必要性に応じ、人工芝に含まれる充填材をリサイクルするにおいて、2種以上の物質を高純度で各々分離できる人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法および選別装置を提供することにある。 本発明が達成しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないまた他の技術的課題は下記の記載によって本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解できるものである。

本発明の技術的課題を解決するための技術的解決方法として、本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法は、人工芝に含まれる充填材を少なくとも2種の物質に選別してリサイクルするための方法であって、前記少なくとも2種の物質を粒度の大きさに基づいて選別する第1次選別ステップ、および前記第1次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を比重に基づいて選別する第2次選別ステップを含んでも良い。

ここで、前記第2次選別ステップは、前記第1次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を遠心力または比重差を用いて選別しても良い。 また、本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法は、前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を比重に基づいて再度選別する第3次選別ステップをさらに含んでも良い。

なお、前記第3次選別ステップは、前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を振動を用いて選別しても良い。 一方、前記第1次選別ステップは、所定の粒度の大きさ以上の大きさを有する物質をふるい分けを行って選別するステップであっても良い。 また、前記第2次選別ステップは、前記第1次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を所定のハウジングの内部に流入させるステップ、前記ハウジングの内部に前記遠心力が提供されるステップ、および前記遠心力の中心軸に対応する方向に所定の第1圧力水が提供されるステップを含んでも良い。

のみならず、前記第2次選別ステップは、前記遠心力によって前記ハウジングの内部に流入された物質が比重差によって分離されるが、比重の相対的に小さい第1物質は前記第1圧力水に浮遊して前記ハウジングの上部に排出され、比重の相対的に大きい第2物質は前記第1圧力水の圧力によって前記ハウジングの下部に排出されるステップをさらに含んでも良い。 また、前記第2次選別ステップは、所定の傾斜を備えたスパイラル分級機によって行われるが、比重の相対的に小さい第1物質は前記スパイラル分級機において中心部を基準に傾斜の低い位置において選別され、比重の相対的に大きい第2物質は前記スパイラル分級機において中心部を基準に傾斜の高い位置において選別されても良い。

なお、前記第2次選別ステップは、記第1次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を収容する収容部を備えたサイクロン装置によって行われるが、比重の相対的に小さい第1物質は前記収容部の中心部を基準に近い位置において選別され、比重の相対的に大きい第2物質は前記収容部の中心部を基準に遠い位置において選別されても良い。 一方、前記第3次選別ステップは、x軸、y軸、z軸のうち少なくともいずれか1つの軸を基準に傾斜が提供され、所定の進行方向に振動が発生するテーブルに前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質が前記テーブルの一側に備えられた充填材供給部を介して供給されるステップを含んでも良い。

この時、前記テーブルは、x軸、y軸、z軸のうち少なくともいずれか1つの軸を基準に傾斜が提供できるようにx軸、y軸、z軸のうち少なくとも2つの軸が所定の角度で傾けられ、所定の進行方向に振動が発生できるようにx軸、y軸、z軸のうち少なくともいずれか1つの軸を基準に往復運動をしても良い。 また、前記テーブルは、所定の角度で傾けられた前記x軸、y軸、z軸のうち少なくとも2つの軸が0.1度〜20度の傾きを有するように傾けられても良い。

のみならず、前記テーブルは、100rpm〜800rpmの速度で往復運動しても良い。 さらに、前記テーブルは、前記往復運動の基準軸に平行する方向に備えられ、前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の大きい物質の移動をガイドする少なくとも1つのガイドバーを含んでも良い。

一方、前記第3次選別ステップは、前記充填材供給部が位置する前記テーブルの一側と異なる前記テーブルの他側に備えられた第2圧力水供給部を介して所定の圧力を有する第2圧力水が提供されるステップをさらに含んでも良い。 この時、前記第2圧力水は複数で提供され、各々互いに異なる大きさの圧力を有するか、または各々互いに異なる方向から提供されても良い。 また、前記第3次選別ステップは、前記テーブルの振動および前記第2圧力水の圧力によって前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質が選別されて捕集されるステップをさらに含んでも良い。

この時、前記捕集されるステップは、前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の大きい物質が前記ガイドバーに沿って移動して、前記テーブルの往復運動に応じた進行方向に位置している第1捕集部を介して捕集されるステップを含んでも良い。 また、前記捕集されるステップは、前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の小さい物質が第2圧力水が提供される方向に沿って移動して、前記第2圧力水が提供される方向に位置している第2捕集部を介して捕集されるステップをさらに含んでも良い。

なお、前記捕集されるステップは、前記第1捕集部および前記第2捕集部に捕集されていない前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を第3捕集部を介して捕集するステップをさらに含んでも良い。 一方、前記第3次選別ステップは、前記第3捕集部によって捕集された物質を前記充填材供給部に移動させるステップをさらに含んでも良い。

また、前記第3次選別ステップは、前記第1捕集部および前記第2捕集部に捕集された各々の物質を脱水して乾燥するステップをさらに含んでも良い。 一方、前記第3次選別ステップは、前記テーブルが往復運動する時、前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の小さい物質が前記テーブル表面から瞬間的に離れる時に前記比重の小さい物質を吸入するステップをさらに含んでも良い。

また、前記第3次選別ステップは、前記吸入するステップを通じて吸入された前記比重の小さい物質において前記充填材に使用しない微小分を除去するステップをさらに含んでも良い。 以上で説明したような本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法において、前記充填材を少なくとも2種の物質に選別するが、前記少なくとも2種の物質はケイ砂と弾性体を含んでも良い。

次に、本発明の技術的課題を解決するための他の技術的解決方法として、本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置は、人工芝に含まれる充填材を少なくとも2種の物質に選別してリサイクルするための装置であって、前記少なくとも2種の物質を粒度の大きさに基づいて選別する第1次選別装置、前記第1次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を比重に基づいて選別できるように、遠心力または比重差を用いた第2次選別装置、および前記第1次選別装置または前記第2次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を比重に基づいて再度選別できるように、振動を用いた第3次選別装置を含んでも良い。

この時、前記第1次選別装置は、所定の粒度の大きさ以上の大きさを有する物質をふるい分けを行って選別できるように、トロンメルスクリーン、振動スクリーンおよび多段スクリーンのうち少なくともいずれか1つを含んでも良い。 一方、前記第2次選別装置は、前記第1次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を収容するハウジング、および前記ハウジングの内部に遠心力を提供する遠心力発生部を含んでも良い。

また、前記第2次選別装置は、前記遠心力発生部の中心軸に対応する方向に所定の第1圧力水を提供する第1圧力水提供部をさらに含み、前記遠心力発生部を介して提供される遠心力によって前記ハウジングの内部に流入された物質が比重差によって分離されるが、比重の相対的に小さい第1物質は前記第1圧力水に浮遊して前記ハウジングの上部に排出され、比重の相対的に大きい第2物質は前記第1圧力水の圧力によって前記ハウジングの下部に排出されても良い。

のみならず、前記第2次選別装置は、前記第1次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質が前記ハウジングに流入されるように備えられた流入部、前記第1物質が排出されるように前記ハウジングの上部に位置する第1排出部、および前記第2物質が排出されるように前記ハウジングの下部に位置する第2排出部をさらに含んでも良い。 また、前記第2次選別装置は、所定の傾斜を備え、前記第1次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の相対的に小さい第1物質は中心部を基準に傾斜の低い位置において選別され、比重の相対的に大きい第2物質は中心部を基準に傾斜の高い位置において選別されるようにするスパイラル分級機であっても良い。

なお、前記第2次選別装置は、前記第1次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を収容する収容部を備えたサイクロン装置であり、前記第1次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の相対的に小さい第1物質は前記収容部の中心部を基準に近い位置において選別され、比重の相対的に大きい第2物質は前記収容部の中心部を基準に遠い位置において選別されても良い。

一方、前記第3次選別装置は、x軸、y軸、z軸のうち少なくとも2つの軸が所定の角度で傾けられ、前記x軸、y軸、z軸のうち少なくともいずれか1つの軸を基準に往復運動をするテーブル、前記テーブルの一側に備えられ、前記第1次選別装置または前記第2次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を前記テーブルに供給する充填材供給部、前記充填材供給部が位置する前記テーブルの一側と異なる前記テーブルの他側に備えられ、所定の圧力を有する第2圧力水を提供する第2圧力水供給部、および前記テーブルの振動および前記第2圧力水の圧力によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を捕集する捕集部を含んでも良い。

この時、前記テーブルは、所定の角度で傾けられた前記x軸、y軸、z軸のうち少なくとも2つの軸が0.1度〜20度の傾きを有するように傾けられても良い。 また、前記テーブルは、100rpm〜800rpmの速度で往復運動しても良い。 のみならず、前記テーブルは、前記往復運動の基準軸に平行する方向に備えられ、前記第1次選別装置または前記第2次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の大きい物質の移動をガイドする少なくとも1つのガイドバーを含んでも良い。

一方、前記捕集部は、前記第1次選別装置または前記第2次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の大きい物質を捕集する第1捕集部、前記第1次選別装置または前記第2次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の小さい物質を捕集する第2捕集部、および前記第1捕集部および前記第2捕集部に捕集されていない前記第1次選別装置または前記第2次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を捕集する第3捕集部を含んでも良い。

この時、前記第1捕集部は、前記テーブルの往復運動に応じた進行方向に位置しても良い。 また、前記第2捕集部は、前記第2圧力水が提供される方向に位置しても良い。 のみならず、記第3次選別装置は、前記第3捕集部によって捕集された物質を前記充填材供給部に移動させる移送部をさらに含んでも良い。 さらに、前記第3次選別装置は、前記第1捕集部および前記第2捕集部に捕集された各々の物質を脱水させる脱水装置、および前記第1捕集部および前記第2捕集部に捕集された各々の物質を乾燥させる乾燥装置をさらに含んでも良い。

一方、前記第3次選別装置は、x軸、y軸、z軸のうち少なくとも2つの軸が所定の角度で傾けられ、前記x軸、y軸、z軸のうち少なくともいずれか1つの軸を基準に往復運動をし、前記第1次選別装置または前記第2次選別装置によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質が置かれるテーブル、前記テーブルが往復運動する時、前記第1次選別ステップまたは前記第2次選別ステップによって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の小さい物質が前記テーブル表面から瞬間的に離れる時に前記比重の小さい物質を吸入する吸入部、および前記吸入部を介して吸入された前記比重の小さい物質において前記充填材に使用しない微小分を除去する微小分除去部を含んでも良い。

以上で説明したような本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置において、前記充填材を少なくとも2種の物質に選別するが、前記少なくとも2種の物質はケイ砂と弾性体を含んでも良い。

以上で説明したように、技術的解決方法として提示された本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法および選別装置によれば、人工芝に含まれる充填材を容易にリサイクルできることは勿論、充填材を構成する2種以上の物質を高純度(99%以上)で各々分離できるという効果がある。 このような本発明による効果は前述した効果に制限されず、言及していないまた他の効果は請求範囲の記載によって当業者に明らかに理解できるものである。

人工芝を示す断面図である。

本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法の一実施形態を示すフローチャートである。

図2のフローチャートにおいて第3次選別ステップを行う一例を示すフローチャートである。

本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置において第1次選別装置の一例を示す正面図である。

図4に示された第1次選別装置の一例を示す側面図である。

本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置において第2次選別装置の一例を説明するために図示した模式図である。

本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置において第2次選別装置の他例を説明するために図示した模式図である。

本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置において第3次選別装置の一例を示す正面図である。

図8に示された第3次選別装置の一例を説明するために図示した模式図である。

図8に示された第3次選別装置の一例を説明するために図示した模式図である。

本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置において第3次選別装置の他例を説明するために図示した模式図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明すれば次の通りである。但し、本発明を説明するにおいて、既に公知された機能あるいは構成に関する説明は本発明の要旨を明瞭にするために省略する。 また、本発明を説明するにおいて、前方/後方または上側/下側のように方向を指示する用語は、当業者が本発明を明確に理解できるように記載されたものであり、相対的な方向を指示するものであるため、これによって権利範囲が制限されるものではない。

一方、本発明は、人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置に限定されず、選別方法までも全て含んでおり、選別装置の一実施形態を説明すること自体が選別方法の一実施形態までも全て含むということであるため、以下ではこれを別に分離して説明せず、当業者が本明細書から本発明を明確に把握できるように選別方法の一実施形態と選別装置の一実施形態を適切に共に説明することにする。 図2および図3に示すように、本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別方法は、第1次選別ステップ(S10)、第2次選別ステップ(S20)、および第3次選別ステップ(S30)を含むことができる。

第1次選別ステップ(S10)は少なくとも2種の物質を粒度の大きさに基づいて選別するステップであり、図4および図5に示されたような第1次選別装置100によって行われることができる。この時、第1次選別装置100は第1次選別ステップ(S10)を行うために必要な一例に過ぎず、これによって本発明の権利範囲が制限されないのは当然であり、図4および図5に示されたような第1次選別装置100も本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置の一実施形態の一構成として例に挙げて説明することであるのは前述した通りである。

第1次選別装置100は、充填材を構成する第1物質および第2物質を粒度の大きさに基づいて選別することができる。例えば、前記で記載したように、第1物質の粒度の大きさに応じた含有比率は1〜3mmの間の粒度の大きさが最も大きい比率で含まれ、順次に様々な粒度の大きさが含まれることができる。同様に、第2物質の粒度の大きさに応じた含有比率は0.1〜0.9mmの間の粒度の大きさが最も大きい比率で含まれ、順次に様々な粒度の大きさが含まれることができる。

ここで、前記第1次選別装置100は、第1物質のうち前記最も大きい比率で含まれた1〜3mmの間の粒度の大きさを有した物質だけを選別して、全体第1物質に対して約1〜40%、好ましくは約10〜30%選別し出すことができる。このために、前記第1次選別装置100は、前記1〜3mmの粒度の大きさ以上の大きさをふるい分けできるスクリーンを含むことができる。 したがって、第1次選別装置100は、所定の粒度の大きさ以上の大きさをふるい分けできるスクリーンを含むものであれば、いかなる形態の装置でも含むことができる。

すなわち、第1次選別装置100は、充填材のうち最も大きい粒度の大きさ範囲を有する物質をふるい分けできるスクリーンを含むことができる。例えば、前記第1次選別装置100は、トロンメルスクリーン、振動スクリーンおよび多段スクリーンのうち少なくともいずれか1つで構成されることができる。 このような第1次選別装置100は、乾式または湿式で前記充填材に含まれた少なくとも2種の物質のうち最も大きい粒度の大きさ範囲を有する物質をふるい分けして選別することができる。好ましくは、前記第1次選別装置100は乾式で選別することができる。

したがって、第1次選別装置100によって所定比率の第1物質が選別されることができる。このように第1次選別ステップ(S10)が完了すれば、選別され残った第1物質および第2物質が混合されて存在し、存在する混合物は後述する第2次選別ステップ(S20)を経る。 この時、混合物は第1次選別ステップ(S10)によって所定範囲に属する粒度の大きさを有するようになる。すなわち、第1次選別ステップ(S10)を通じて粒度の大きさが1〜3mm以上となる第1物質が分離されて、第1物質の粒度の大きさ範囲と第2物質が多数含有している粒度の大きさ範囲が類似するようになる。このため、後述する第2次選別ステップ(S20)は、前記第1物質と第2物質を比重に基づいて分離することができる。

以上で説明したような前記第1次選別装置100は、スクリーン111、濾過物収納部113および回転部115を含んで構成されることができる。 スクリーン111は所定の粒度の大きさ以上の大きさをふるい分けできる複数の選別孔117を含み、図4および図5に示されたスクリーン111はトロンメルスクリーンを一実施形態として示している。この時、本発明の意図に応じて所定の粒度の大きさ以上の大きさを有する物質を分離できるものであれば、いかなる形態のスクリーンも含むことができるのは当然である。

ここで、所定の粒度の大きさ以上の大きさとは、第1次選別装置100のスクリーン111に流入される少なくとも2種の物質を含む充填材のうち最も大きい範囲の粒度の大きさを意味する。 例えば、充填材が、0.01mm〜3mmの間の粒度の大きさを有し、そのうち1〜3mmの間の粒度の大きさが最も大きい比率で含まれる第1物質と、0.01mm〜3mmの間の粒度の大きさを有し、そのうち0.1〜0.9mmの間の粒度の大きさが最も大きい比率で含まれる第2物質とを含む場合、前記第1物質のうち最も大きい比率で含まれた1〜3mmの間の粒度の大きさを有した物質だけを選別するために、前記選別孔117は1mm未満の粒度の大きさを有した物質が通過する大きさを有することができる。

したがって、第1次選別装置100に流入された充填材中、第1物質のうち前記選別孔117を通して通過できない、1mm以上の粒度の大きさを有する第1物質a1はスクリーン111の内部に存在し、前記選別孔117を通過した1mm未満の粒度の大きさを有する残りの第1物質および第2物質a2は下記濾過物収納部113に収納される。 この時、選別孔117の大きさは前記充填材に含まれた物質の粒度の大きさに対応して調節されることができ、前記で記載した粒度の大きさの数値は本発明を詳細に説明するための一実施形態に過ぎない。

前記回転部115は、前記スクリーン111に回転力を付与して前記スクリーンが回転しながら、前記選別孔117の大きさに応じて前記第1物質および/または第2物質がふるい分けされるようにする。 第1次選別装置100により、前記第1物質および第2物質が含まれた充填材中、前記選別孔の大きさ以上の粒度の大きさを有する第1物質が前記充填材に含まれた全体第1物質のうち約1〜40%、好ましくは約20〜30%が選別されることができる。

前記選別孔117によって通過できない粒度の大きさを有する第1物質が所定比率で選別されれば、残りの第1物質および第2物質は第2次選別装置200に移送される。 一方、図4および図5に示された第1次選別装置100は乾式方法で粒度の大きさに応じて物質を分離し出す実施形態を示しているが、本発明はこれに限定されず、第1次選別装置100は湿式方法でも可能である。 以上で説明したような第1次選別ステップ(S10)に引き続いて第2次選別ステップ(S20)が行われるが、第2次選別ステップ(S20)は第1次選別ステップ(S10)によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を比重に基づいて選別するステップである。

このような第2次選別ステップ(S20)は、第1次選別ステップ(S10)によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を遠心力または比重差を用いて選別することができ、これは、図6および図7に示されたような第2次選別装置200によって行われることができる。この時、第2次選別装置200も第2次選別ステップ(S20)を行うために必要な一例に過ぎず、これによって本発明の権利範囲が制限されないのは当然であり、図6および図7に示されたような第2次選別装置200も本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置の一実施形態の一構成として例に挙げて説明することであるのは前述した通りである。

第2次選別装置200は図6に示すように構成されることができ、これに必ずしも制限されるものではなく、図7に示すように構成されることができるものであり、以下では、図6を参照して説明する第2次選別装置200の一例、および図7を参照して説明する第2次選別装置200の他例を順に説明することにする。 先ず、図6を参照して第2次選別装置200の一例を説明すれば、第2次選別装置200の一例は、ハウジング210、遠心力発生部220、第1圧力水提供部230を含んで構成されることができる。

ハウジング210は第1次選別ステップ(S10)によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を収容する構成要素であって、このようなハウジング210と連携し、第2次選別装置200は、所定範囲を有する粒度の大きさを有する少なくとも2種の物質、すなわち、前記第1次選別装置100のスクリーン111を通過した後に濾過物収納部115に収納された濾過物が流入される流入部211、前記ハウジング210の上部に位置し、前記少なくとも2種の物質のうち比重の小さい物質が排出される第1排出部213、および前記ハウジングの下部に位置し、前記少なくとも2種の物質のうち比重の大きい物質が排出される第2排出部215を含む。

第2排出部215は第1排出板217および第2排出板219を含み、第1および第2排出板217,219の各々は第2排出部215の断面積および直径に対応する面積および直径を有する第1および第2孔217a,219aを各々含む。第1排出板217と第2排出板219は第2排出部215の断面積に応じて左右に移動可能に備えられる。 前記第1排出板217と第2排出板219の機能については下記で再び説明する。

遠心力発生部220は回転部(図示せず)および動力提供部(図示せず)を含む。前記回転部(図示せず)は、前記ハウジング210の内部に位置して所定の中心軸を基準に回転することによって前記ハウジング210の内部に流入される水に遠心力を提供し、一実施形態としてはインペラーを含むことができる。前記動力提供部(図示せず)は、前記ハウジング210の外部に位置して前記回転部(図示せず)が回転するのに求められる電気エネルギーを供給するものであって、モーターを含むことができる。 第1圧力水提供部230は、前記ハウジング210の流入部211から第2排出部215に向かって前記回転部(図示せず)が回転する中心軸の方向に所定大きさの圧力を有する圧力水を提供する。

これにより、前記第1圧力水提供部230によって提供される圧力水によって前記ハウジング210の内部は満たされ、前記満たされた水は前記遠心力発生部220によって一定方向に回転しながら遠心力を有するようになる。 前記流入部211を通して、第1次選別装置100の濾過物収納部113に収納された濾過物が流入される。前記濾過物は1次選別され残った第1物質および第2物質を含み、前記第1物質の比重が前記第2物質の比重より相対的に低い。しかし、第1物質と第2物質の粒度の大きさ範囲は互いに類似する。

第1物質および第2物質が流入されれば、前記圧力水の浮力より比重が相対的に大きい第2物質は下方に沈もうとし、前記圧力水の浮力より比重が相対的に小さい第1物質は上方に浮遊しようとする。この時、前記遠心力発生部220によって発生した遠心力によって前記2つの物質の比重差が際立つようになり、第1物質はハウジングの上部に浮遊しようとし、第2物質はハウジングの下部に沈もうとする。前記2つの物質の比重差は、前記第1圧力水提供部230から提供される所定大きさの浮力を有する圧力水によって極大化される。

前記第1圧力水提供部230から提供される圧力水はハウジング210の流入部211から第2排出部215に向かって提供されるため、前記提供される圧力水の浮力により、浮力より比重が大きい第2物質はよりよくハウジング210の下部に移動して圧力水と共に第2排出部215に排出されることができる。また、前記提供される圧力水の量によって前記ハウジングの内部に満たされれば、前記圧力水の浮力より比重が小さい第1物質はよりよく水に浮遊して前記ハウジング210の上部に集まり、これは第1排出部213を通して排出できるようになる。

前記で記載したように、第2排出部215は第1排出板217および第2排出板219を含む。前記2つの物質の比重差によって第2物質がハウジングの下部に沈み、第1物質がハウジングの上部に浮遊する時、前記第2物質が所定量で積もるまでに前記第1排出板217および第2排出板219が前記第2排出部215を塞ぐことになる。すなわち、第1孔217aおよび第2孔219aが前記第2排出部215内に位置しないようにする。 このようにすることにより、第2物質が前記第1排出板217上にある程度積もるまでにハウジング210内の圧力水を保有して圧力が一定となって、第1物質および第2物質の比重選別がろくに行われるようにすることができる。

前記第2物質が第1排出板217上にある程度積もれば、前記第1排出板217が移動して第1孔217aが第2排出部215内に入ってくるようにすれば、第1排出板217上の第2物質は第2排出板219上に積もるようになる。第2物質が第2排出板219上に全て移動すれば、第1排出板217を再び本来の通りに移動させてハウジング210内の圧力を一定に維持させ、その後、再び第2排出板219を移動させて第2孔219aが第2排出部215内に入ってくるようにして第2物質が排出されるようにすることができる。前記第1排出板217および第2排出板219の移動は、第2物質の重さまたはハウジング210の圧力検知などに基づいて自動的に行われるように設計できる。

前記第1排出部213を通して排出された第1物質はほぼ99%以上の第1物質だけを含み、第1次選別および第2次選別を通じて選別された第1物質の比率は全体第1物質のうち約70〜90%以上に選別されることができる。 前記第2排出部215を通して排出された排出物には、比重の大きい第2物質だけでなく、前記圧力水が有する圧力によって飲まれた第1物質がある程度の比率で含まれる。 次に、前記第2次選別装置200を通過して前記第2排出部215を通して排出された排出物は排水路217を通してさらに高純度で選別するために後述する第3次選別装置300に移送され、後述する第3次選別ステップ(S30)が行われる。

一方、以下では、図6を参照して説明する第2次選別装置200の一例に関する説明に引き続き、図7を参照して説明する第2次選別装置200の他例を説明すれば次の通りである。 図7を参照して説明する第2次選別装置200の他例は、ハウジング250、スパイラル分級機260、第1圧力水提供部(図示せず)および排出ガイド270を含む。 ハウジング250は所定の傾斜を有する長いタンク形状を有するか、前記タンク形状の上部が露出されることもできる。前記ハウジング250の傾斜の高い部分に第1排出部251を、傾斜の低い部分に第2排出部253を含む。

スパイラル分級機260はハウジング250の内部に収容され、ハウジング250とほぼ同一/類似する傾斜度を有し、スパイラル分級機260は回転をして比重の相対的に高い物質が前記第1排出部251を向かうようにすることができる。これにより、相対的に比重の高い第2物質はスパイラル分級機260によって傾斜度の高い部分に移動し、その結果、第1排出部251を通して排出される。 前記スパイラル分級機260を介して前記ハウジングの低い傾斜部分に位置した第1物質および第2物質が共に下記第1圧力水提供部(図示せず)によって提供される水によって水中に存在する時、水を掻き回す役割と共に水の上部に比重の相対的に低い第1物質が水面上によく浮上するようにし、また、比重の相対的に高い第2物質はスパイラル分級機260の上部に移送されるようになる。

第1圧力水提供部(図示せず)は前記ハウジング250の下部に位置して圧力水を提供し、前記スパイラル分級機260の傾斜の低い位置において前記第1圧力水提供部(図示せず)によって提供される圧力水によって浸されることができる。相対的に比重の低い第1物質はスパイラル分級機260の下部、すなわち、傾斜の低い位置に留まるようになるが、第1圧力水提供部(図示せず)によって提供される圧力水はスパイラル分級機260の進行方向(第1排出部に向かった方向)と異なる方向に提供するようになり(例えば、圧力水は重力の反対方向に提供される)、前記提供された圧力水によって相対的に比重の低い第1物質は水に浮遊し、前記提供された圧力水の圧力の影響で相対的に比重の低い、ほぼ全ての第1物質が水に浮遊できるようになる。第1圧力水提供部(図示せず)により、前記スパイラル分級機260によって比重に応じて分離された2つの物質の比重選別の効果が極大化されるので選別の効果がさらに卓越する。

排出ガイド270は、前記圧力水によって浮遊する第1物質の排出をガイドすることができる。前記排出ガイド270は、前記浮遊する第1物質を吸入する形態で備えられるか、または前記圧力水の上部の水が第2排出部253の方向に流れるように誘導する形態で備えられ、比重の小さい第1物質を比較的に容易に第2排出部253に排出して選別が可能となる。 以上で説明したような図7を参照して説明する第2次選別装置200の他例の他に、第2次選別装置200は、別に示されてはいないが、サイクロン装置で構成されることができる。

すなわち、第2次選別装置200のまた他の一例は、第1次選別装置100によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を収容する収容部(図示せず)を備えたサイクロン装置で構成されることができる。 このようにサイクロン装置で構成される第2次選別装置200のまた他の一例によれば、第1次選別装置100によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質のうち比重の相対的に小さい第1物質は収容部(図示せず)の中心部を基準に近い位置において選別され、比重の相対的に大きい第2物質は収容部(図示せず)の中心部を基準に遠い位置において選別されることができる。

以上で説明したような第1次選別ステップ(S10)または第2次選別ステップ(S20)に引き続いて第3次選別ステップ(S20)が行われるが、第3次選別ステップ(S20)は第1次選別ステップ(S10)または第2次選別ステップ(S20)によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を比重に基づいて選別するステップである。 すなわち、第3次選別ステップ(S30)は第1次選別ステップ(S10)に引き続いて直ちに行われても良く、第1次選別ステップ(S10)、第2次選別ステップ(S20)に順次に引き続いて行われても良い。

このような第3次選別ステップ(S20)は、第1次選別ステップ(S10)または第2次選別ステップ(S20)によって選別された所定範囲に属する粒度の大きさを有する物質を振動を用いて選別することができ、これは、図8〜図11に示されたような第3次選別装置300によって行われることができる。この時、第3次選別装置300も第3次選別ステップ(S30)を行うために必要な一例に過ぎず、これによって本発明の権利範囲が制限されないのは当然であり、図8〜図11に示されたような第3次選別装置300も本発明による人工芝に含まれる充填材をリサイクルするための選別装置の一実施形態の一構成として例に挙げて説明することであるのは前述した通りである。

先ず、図8〜図11に示されたような第3次選別装置300を説明するに先立ち、図3を参照して簡略に第3次選別ステップ(S30)について説明する(この時、第3次選別装置300と関連した図面番号は省略)。 図3に示すように、第3次選別ステップ(S30)は、往復運動をするテーブルの一側に備えられた充填材供給部から充填材が供給されるステップ(S31)から始まり、次に充填材供給部が位置するテーブルの一側と異なるテーブルの他側に備えられた第2圧力水供給部から第2圧力水が提供されるステップ(S32)が行われ、次にテーブルの振動および第2圧力水によって充填材が選別されて捕集部に捕集されるステップ(S33)が行われる。

また、次に、捕集されるステップ(S33)後に、選別されていない充填材を捕集して充填材供給部に移動するステップ(S34)が行われるか、または選別された充填材を脱水して乾燥するステップ(S35)が行われることができる。 このような第3次選別ステップ(S30)を行うことができる第3次選別装置300は図8〜図10に示すように構成されることができ、これに必ずしも制限されるものではなく、図11に示すように構成されることができるものであり、以下では、図8〜図10を参照して説明する第3次選別装置300の一例、および図11を参照して説明する第3次選別装置300の他例を順に説明することにする。

先ず、図8〜図11を参照して説明する第3次選別装置300の一例は、振動板310と複数の第2圧力水供給部320とを含んで構成され、第1次選別ステップ(S10)または第2次選別ステップ(S20)後、所定範囲に属する粒度の大きさを有する2種の物質を比重に基づいて振動を用いて選別する装置である。 振動板310は所定大きさの面積を有する板形状を有し、一側面310aから前記第2次選別装置200の前記第2排出部215を通して排出された排出物が流入され、前記排出物の一部は他側面310bに移動するようになる。

前記で記載したように、前記第2次選別装置200の第2排出部215から排出された排出物には、比重の大きい第2物質だけでなく、比重の小さい第1物質も含まれる。振動板310の一側面310aから前記第2物質および第1物質が流入され、前記振動板310は所定の進行方向BWに前記流入された物質が移動するように振動が発生し、前記振動は振動発生部311によって発生する。

この時、振動板310はx軸、y軸およびx軸のうち少なくともいずれか1つの軸を基準に傾斜度を有している。例えば、x軸方向に振動板310が傾斜度を有している場合を見てみれば、前記傾斜のうち上側部分の一側面310aから第1物質および第2物質が流入され、比重の大きい第2物質は放物線を描いて傾斜のうち下方部分に、振動によってより多く進行する方向に移動するようになる。第1物質は相対的に比重が小さいため、傾斜のうち上側部分に留まるようになり、振動が加えられても第2物質よりは振動の進行方向に遠く行けなくなる。

この時、前記複数の第2圧力水提供部230から圧力水を前記振動の進行方向BWと異なる方向(または反対方向、FW)に提供することができる。この時、前記複数の第2圧力水提供部230は複数のノズルが前記振動の進行方向BWに垂直に一列で備えられても良く、このように一列で備えられた複数のノズルが複数繰り返して備えられても良い。前記複数のノズルごとに互いに異なる大きさの圧力を有する圧力水が提供されても良く、複数のノズルを含む列が複数で備えられる場合、各列ごとに互いに異なる大きさの圧力を有する圧力水が提供されるようにしても良い。

前記複数の第2圧力水提供部230から提供される圧力水の提供方向は振動板310の振動の進行方向BWと互いに異なる方向FWであるため、比重の相対的に小さい第1物質は前記圧力水によって振動板310の一側面310a側に移動し、比重の相対的に大きい第2物質は振動板310の振動によって前記振動の進行方向BWに沿って前記振動板310の他側面310b側に移動する。 これにより、第3次選別装置300を通過すれば、第1物質と第2物質は各々純度99%以上になるように分離され、第1物質および第2物質の各々は所定の用途としてリサイクルが可能となる。

これについてより詳細に説明するために再度説明すると、第3次選別装置300は、テーブル310、充填材供給部320、第2圧力水供給部330、および捕集部340を含む。 テーブル310は、xyz軸のうち少なくとも2つの軸が所定の角度α,βで傾けられ、前記xyz軸のうちいずれか1つの軸を基準に往復運動を行う。テーブル310は最も一般的な長方形の形態を有しても良く、これは一例であって、他のいかなる形態を含んでも良い。

図10に示すように、テーブル310はxyz軸の3つの軸のうち少なくとも2つの軸が所定の角度α,βで傾けられている。例えば、前記αおよびβは各基準軸を基準に0.1〜20度の角度で傾けられている。 例えば、前記傾けられる軸は前記テーブル310を中心に充填材供給部320と第2圧力水供給部330が位置した軸が傾けられ、前記充填材供給部320および第2圧力水供給部330が位置した側の傾斜が高く、各々の反対部分の傾斜が低い。

また、前記テーブル310は前記xyz軸のうちいずれか1つの軸を基準に往復運動を行うことができ、例えば、図1のようにy軸方向であるAの方向に往復運動を行うことができる。このような往復運動を行うために、前記テーブル310は所定のモーター部(図示せず)をさらに含むことができる。前記モーター部(図示せず)は、前記テーブル310が100〜800RPMの速度で往復運動を行うようにすることができる。

なお、前記テーブル310の上部面には前記往復運動の基準軸に平行する方向に備えられ、前記少なくとも2種の物質のうち比重の大きい物質の移動をガイドする少なくとも1つのガイドバーを含むことができる。前記ガイドバーは前記テーブル310の上部面に所定の高さを有する凹凸で備えられても良く、凹凸の断面は例えば三角形であっても良い。 一方、充填材供給部320は、前記テーブル310の一側から前記少なくとも2種の物質が混在された充填材を供給することができる。 前記充填材供給部320は前記第2次選別装置の排水路217と連結されており、前記排水路217を通して排出される少なくとも2種の物質が混在された充填材をテーブル310に供給するようになる。

一方、第2圧力水供給部330は、前記テーブル310中の前記充填材供給部320が位置した側と異なる側から所定高さだけ離隔して備えられ、所定の圧力を有する水を提供することができる。第2圧力水供給部330は、図9を参照すれば、テーブル310の充填材供給部320が位置していない他側に所定高さだけ離隔して備えられ、所定の圧力を有する水を提供する。第2圧力水供給部330から提供される圧力水は、充填材供給部320によって供給される少なくとも2種の物質のうち比重の少ない物質を前記圧力水が提供される方向に流れるようにする役割を果たす。

捕集部340は、前記テーブル310の往復運動および前記第2圧力水供給部330から供給される圧力水によって選別される充填材を捕集することができる。 すなわち、充填材供給部320によって供給される充填材のうち相対的に比重の大きい物質(例えばケイ砂)は、テーブル310の上部面に備えられる複数のガイドバー311によって前記圧力水の影響を最小に受けつつ前記テーブル310の往復運動の進行方向に流れるようになり、前記テーブルの往復運動の進行方向に対応してテーブル310から所定高さだけテーブルの下方に位置している第1捕集部341に捕集される。

一方、充填材が供給され、第2圧力水供給部330から圧力水が供給されれば、前記供給される圧力水によって前記充填材のうち相対的に比重の少ない物質(例えば、弾性体)は圧力水が流れる方向に共に流れるようになる。これにより、前記圧力水が流れる方向に対応してテーブル310から所定高さだけテーブルの下方に位置している第2捕集部343に捕集される。 一方、前記ケイ砂および弾性体が各々第1捕集部341と第2捕集部343に捕集されず、依然として共に混合されているものがあり、これらは前記第1捕集部341と前記第2捕集部343の中間地点に位置している第3捕集部345に捕集される。

以上の内容を選別方法を基準に再度説明すると、充填材供給部320から水に濡れたケイ砂と弾性体が混合された充填材がテーブル310の一側から供給される(S31)。テーブル310の他側に位置した第2圧力水供給部330から所定の圧力を有する水が供給される(S32)。前記テーブル310の往復運動および前記第2圧力水供給部330によって供給される水によって充填材が選別されて捕集部に捕集される(S33)。 前記捕集ステップ(S33)は次のものを含むことができる。

前記供給される圧力水によって前記ケイ砂より比較的に比重の少ない弾性体が水に浮遊して圧力水が流れる方向(B方向)に共に移動するようになり、前記圧力水の移動方向に対応して前記第2圧力水供給部330と対面するテーブルの側に位置した第2捕集部343に前記弾性体が捕集される(S331)。この時、前記で記載したように、テーブル310は第2圧力水供給部330が位置した側がその反対側より高い傾斜を有しているため、前記弾性体がより容易に圧力水と共に流れて選別されることができる。

また、テーブル310はAの方向に往復運動を行えば、充填材供給部320と対面する方向に物質が進行するようになる。充填材供給部320から供給される、相対的に比重の大きいケイ砂は、テーブル310の上部面に備えられる複数のガイドバーによってこれ以上テーブル310を離れず、テーブル310の往復運動の進行方向に移動するようになる。 往復運動に応じた振動の影響でケイ砂はCの方向に移動し、これに対応して位置している第1捕集部341に前記ケイ砂が捕集される。この時、前記で記載したように、テーブル310は充填材供給部320が位置した側がその反対側より高い傾斜を有しているため、前記ケイ砂がより容易に往復運動による振動によってC方向により容易に移動して選別されることができる。

一方、ケイ砂と弾性体が各々テーブルの往復運動と圧力水によって選別されずに依然として混合されて存在し得るところ、これらはDの方向に移動し、これに対応して位置している第3捕集部345に捕集され、移送部347を介して再び充填材供給部320に供給され、再び前記選別ステップS31〜S33ステップが再度行われるが、これはケイ砂と弾性体が純度99.9%で選別されるまでに数回繰り返し行われることができる。 これにより、本発明の一実施形態による充填材リサイクル用選別装置は、互いに異なる比重を有する少なくとも2種の物質を各々純度99%以上になるように分離し、第1物質および第2物質の各々は所定の所望の用途としてリサイクルが可能となる。

一方、以下では、図8〜図10を参照して説明する第3次選別装置300の一例に関する説明に引き続き、図11を参照して説明する第3次選別装置300の他例を説明すれば次の通りである。 図11を参照して説明する第3次選別装置300の他例は、ハウジング350、振動板360、吸入部370および微小分除去部390を含む。

前記ハウジング350の上部には流入部211が備えられており、第1次選別装置100または第2次選別装置300によって1次的または2次的に選別された後の混合物が流入されることができる。 振動板360は前記ハウジング350の内部に備えられ、前記流入部211から流入される混合物を収容する。所定範囲に属する粒度の大きさを有する2種の物質(1次選別後の混合物)を比重に基づいて振動を用いて選別することができる。

振動板360はx軸、y軸およびz軸のうち少なくともいずれか1つの軸を基準に傾斜度を有し、所定の進行方向に振動を発生させる。図11に示すように、振動板360はY軸を基準に所定の傾斜度を有しており、傾斜の高いところから低いところに向かう方向に振動が発生する。振動板360の傾斜が高い部分に前記流入部211が備えられており、振動板360の傾斜が高い部分に1次選別後の残りの混合物が流入される。前記振動板360の傾斜、振動、および振動方向によって相対的に比重のより大きい第2物質は、振動板360の傾斜が低い部分に向かうようになり、その部分に位置している第1排出部353に第2物質が排出される。これに対し、相対的に比重の小さい第1物質は、第2物質の移動が遅く、振動板360の振動によって振動板360からより高く跳ね上がる。

これは、ハウジング350の内部に備えられた吸入部370を介して前記第1物質が吸入され、吸入部370と微小分除去部390を連結する連結通路380を介して微小分除去部390に移送するようになる。吸入部370は吸引力を発生して所定物質を吸入できる装置であれば、いかなる装置も含むことができる。前記吸入部370を介して吸入された第1物質には第2物質の微小分が多数含まれる。このような第2物質の微小分を除去するために、吸入部370を介して吸入された第1物質は、連結通路380を介して微小分除去部390に移送される。

微小分除去部390はサイクロン装置を含むことができ、純粋に分離された第1物質が排出される第2排出部351と微小分が排出される第3排出部393とを含む。サイクロン装置は例えば円錐形状で備えられ、遠心力によって円錐形状に応じて微小分が除去された第1物質は第2排出部351を通して排出され、前記第1物質に含まれた第2物質の微小分は第3排出部393を通して排出されることにより、第1物質をより純粋に選別し出すことができる。

これにより、第1物質と第2物質は各々純度99%以上になるように分離され、第1物質および第2物質の各々は所定の所望の用途としてリサイクルが可能となる。 一方、以上で説明したように本発明の特定の実施形態が説明し図示されたが、本発明は記載された実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想および範囲を逸脱せずに多様に修正および変形できるのは本技術分野で通常の知識を有する者に明らかなことである。したがって、そのような修正例または変形例は本発明の技術的思想や観点から個別的に理解されてはならず、変形された実施形態は本発明の特許請求の範囲に属するとみなすべきである。

10 ・・・基材 20 ・・・芝層 30 ・・・充填材 31 ・・・ケイ砂 33 ・・・弾性体 100 ・・・第1次選別装置 200 ・・・第2次選別装置 210 ・・・ハウジング 220 ・・・遠心力発生部 230 ・・・第1圧力水提供部 250 ・・・ハウジング 260 ・・・スパイラル分級機 270 ・・・排出ガイド 300 ・・・第3次選別装置 310 ・・・振動板 320 ・・・充填材供給部 330 ・・・第2圧力水供給部 340 ・・・捕集部 350 ・・・ハウジング 360 ・・・振動板 370 ・・・吸入部 380 ・・・連結通路 390 ・・・微小分除去部