KR100193964B1 - 폐고무 칩을 이용한 보도불록의 제조방법 - Google Patents

Abstract

종래 경화제, 가류제, 용제 및 가소제 등을 첨가하는 공정, 진공탈포하는 공정, 브렌딩공정, 가온경화 공정 등을 생략하고 폴리올레핀 고무와 폴리올레핀 수지로 조성되는 열가소성 엘라스토머 바인더 조성물을 폐고무 칩의 접착 결합제로 사용하여 상온에서 고무제품을 성형할 수 있는 폐고무 칩을 이용한 고무제품의 제조방법에 관한 것임.

Description

폐고무 칩을 이용한 보도블록의 제조방법

본 발명은 폐고무 칩을 이용한 보도블록의 제조방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 폐고무 칩을 엘라스토머 바인더로 접착제시켜 보도블록을 제조하는 방법에 관한 것이라 하겠다.

최근 폐타이어 및 산업폐기물로 처리되는 폐고무는 환경오염과 공해를 유발시키는 산업폐기물로 이의 처리나 재활용이 시급한 실정이나 투자에 비하여 경제성과 효율성이 떨어지고 기술 부진으로 실효를 거두지 못하고 있는 실정이다.

현재 이의 재활용 방법중의 하나로 폐고무를 분쇄하여 칩상태 또는 분말화하여 약간의 산업고무 제품에 이용되고 있다고는 하나 기술수준이나 제품물성이 크게 떨어지고 있는 실정이라 하겠다.

본 발명은 폐고무 칩을 이용하여 보도블록을 제조함에 있어 폐고무 칩을 우수한 탄성바인더 조성물로 결합 접착시키는 보도블록 제조방법으로서 열가소성 엘라스토머 바인더 조성물로 폐고무 칩을 접착시키므로서 내후성, 내흡음성, 내충격성, 탄성, 인장강도, 내마모성등이 우수한 보도블록을 제조하는 새로운 폐고무 재활용 기술을 개발하므로서 폐고무 처리와 재활용으로부터 얻어지는 경제 가치를 제고함에 목적이 있다 하겠다.

종래 폐고무를 재활용하여 얻어지는 제품은 주로 폐고무를 분말화한 것에 액상계 우레탄, 에폭시, 폴리부타디엔그리콜, 수지계의 폴리에치렌, 폴리푸로피렌, PVC, 고무계의 천연 또는 합성고무를 주재로 하여 경화제, 가류제, 용제 및 가소제 등을 첨가하여 진공탈포와 함께 혼합하고 성형하여 가온 경화하거나 가열 압축하여 제품화하므로서 공정이 다단계로 되어 생산성이 낮고 바인더의 종류에 따라 내한, 발열, 내후성, 내마모성이 부족하여 제품성형중 스크랩이 발생하므로 재료 손실이 크고 특히 분말화한 폐고무를 사용할 경우에는 고무의 특성 때문에 분말화하기가 극히 어렵고 에너지 및 인력손실이 커서 경제적인 측면에서 크게 불리하다 하겠다.

본 발명에 의한 고무제품에 사용되는 폐고무 칩의 접착 결합용 바인더 성분은 폴리올레핀 고무와 폴리올레핀 수지로 구성되는 열가소성 엘라스토머 조성물로서 폴리올레핀 고무와 폴리올레핀 수지의 합이 총 100% 중량부당 올레핀 고무가 75-25% 중량비이고, 올레핀 수지가 25-75% 중량비를 사용하는 중량비이고, 또 상기 바인더 조성물중의 올레핀 고무는 경화 또는 가황되어 실온의 사이크로헥산이나 비등하는 크실렌 등의 고무용매에 20% 이하로 용해되는 것이어야 한다.

위의 조성물에서 올레핀 고무가 75% 중량비보다 높고 올레핀 수지가 25% 중량비보다 낮을 경우에는 고무성분이 많이 차지해 탄성은 좋아지나 흐름성 및 바인더의 접착성이 떨어져 제품의 인장강도 파열강도가 떨어지며 원가가 상승하는 불리한 점이 있고 반대로 올레핀 고무가 25% 중량비 이하로 내려가고 올레핀 수지의 함량이 높아지면 흐름성(유동) 및 바인더의 접착성이 우수하나 탄성이 부족하고 경도가 높아져 고무제품 고유의 특성을 잃게 된다.

올레핀 고무의 용매에 대한 용해 정도를 한정한 이유는 경화 또는 가황된 고무는 용해되지 않는다는 원리로 가황정도를 표시하는 것으로 올레핀 고무가 상기 용매에 20%이상 용해할 경우 가황정도가 낮아서 바인더 자체의 고무물성이 떨어져 고무제품 성형후 압축 영구줄음율 및 반발탄성을 저하시키고 인장력 및 파열 강도등이 약해지므로서 제품수명을 단축시킨다.

그 밖에 올레핀 고무는 두 개의 모노올레핀, 일반적으로 에틸렌, 프로필렌과 더 작은 양의 비공액 디엔 공중합에 의한 것으로 통상적으로 불리우는 EPDM 고무이며, 폴리올레핀 수지로는 폴리프로피렌이거나 폴리에치렌인 것으로 해야하고 이때 제품들이 옥외에 타설되는 경우가 많으므로 이를 고려할 때 내오존성이 우수한 EPDM 고무가 가장 효과적이고 이에 상용성이 극히 좋은 올레핀 수지는 폴리프로피렌이거나 폴리에치렌으로 선택되어진 것이다.

위의 바인더 조성물로 고무제품 제작시 폐고무 칩과 바인더 조성물의 혼합비는 폐고무 칩 100 중량부당 바인더가 10-40중량부로 한다.

이때 바인더가 10중량부 이하로 사용하면 바인더와 폐고무 칩간의 박리현상이 나타나고 40중량부보다 많은 량을 사용하면 보도블록의 탄성이 떨어지고 경도가 커지며 경제적인 측면에서 크게 불리하다.

또 폐고무 칩과 바인더의 혼합온도는 150℃∼200℃ 범위로서 150℃보다 낮을 경우 바인더의 용융온도에 미치지 못하므로 폐고무 칩과 균일한 혼합을 기대하기 힘들고 작업성이 떨어지며 200℃ 이상으로 온도가 상승하면 폐고무 칩이 열화되어 제품의 물성이 크게 떨어진다.

그 밖에 성형 압축압은 2-20kg/cm²이어야 한다.

상기 범위내의 낮은 성형압보다 낮을 경우에는 성형불량이 발생하여 특히 인장강도, 인열강도 등이 떨어지고, 상기 높은 성형압보다 더욱 높아지면 그 이상 가압효과가 없고 바인더가 외부로 침출되어 외부로 편재하게 되므로서 균질성의 제품을 얻기 힘들다.

[실시예 1]

온도 150℃∼200℃로 유지된 믹서내에 폐고무 칩 100부를 5-10분간 예열한 다음 폴리올레핀 고무와 폴리올레핀 수지를 각각 동일 중량으로 혼합한 열가소성 엘라스토머 조성물 바인더를 예 1에서 예6까지 각각의 다른 량으로 투입하여 약 5-10분간 혼합한 후 제품 금형에 일정한 량을 투입하여 균일하게 배합한 다음 푸레스압력 10kg/cm²으로 가압하여 일정크기의 보도블록을 얻었다.

보도블록 물성을 시험한 물성표는 표 (1)과 같다.

폐고무의 종류 : EPDM 고무

폐고무 칩의 크기 : 2-3mm

시험방법 : KSM 6518, 내마모도는 DIN 식임.

이상의 시험 성적표에서와 같이 폐고무 칩 100부에 대하여 바인더의 첨가 범위인 10부-40부까지의 고무성형체의 물성은 비교적 우수하고 가장 유리하기로는 20부로 첨가하는 것이 유리하다.

그 이유로는 고무제품으로서 요구되는 물성 반발탄성이 최대치에 이르고 인장강도가 비교적 우수하고 고무제품으로서 크게 요구되지 않은 물성인 경도, 신율영구줄음율등이 적정수준이라 하겠다.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 고무제품의 제조방법은 칩을 사용하므로서 고무의 물성으로 나타나게 되는 분말화하기 어려운 문제점을 해소하고 종래 분말 폐고무 사용시에 뒤따르는 공정 즉, 경화제, 가류제, 용제 및 가소제 등을 첨가하거나 진공탈포공정, 브렌딩공정, 가온경화 공정 등의 공정을 줄임으로서 경비절감은 물론 생산성을 높일 수 있는 유리한 점이 있고 바인더가 폴리올레핀 고무와 폴리올레핀 수지와의 혼합물인 열가소성 엘라스토머를 사용하므로서 종래 천연고무나 합성고무 등의 가류숙성등, 브렌딩 공정, 가온경화 공정을 줄일 수 있고 열가소성이어서 스크랩을 재사용할 수 있어 원료 손실을 완벽하게 줄일 수 있음은 물론 보도블록으로서 요구되는 물성을 충족시킬 수 있는 폐고무 칩을 이용한 보도블록의 제조방법이라 할 수 있다.

Claims (5)

1. 온도 150℃∼200℃로 유지된 믹서에 폐고무 칩 100중량부를 투입하여 5-10분간 예열한 다음 여기에 폴리올레핀 고무와 폴리올레핀 수지로 구성된 열가소성 엘라스토머 조성물 10-40부를 투입하여 혼합한 혼합물을 금형에서 프레스 압력 2-20kg/cm²으로 성형함을 특징으로 하는 폐고무 칩을 이용한 보도블록의 제조방법.
2. 청구범위 제1항에서 열가소성 엘라스토머 조성물 조성비가 폴리올레핀 고무 중량비가 25%-75%이고 폴리올레핀 수지 중량비가 75%-25%임을 특징으로 하는 폐고무 칩을 이용한 보도블록의 제조방법.
3. 청구범위 제2항에 있어서, 올레핀 고무는 두 개의 모노올레핀, 일반적으로 에칠렌, 푸루피렌과 더 작은 양의 비공액 디엔중합에 의한 것으로 통상적으로 불리우는 EPDM 고무와 천연 또는 합성고무, 폴리부타디엔 고무, 부타디엔 공중합한 스티렌부타디엔 고무임을 특징으로 하는 폐고무 칩을 이용한 보도블록의 제조방법.
4. 청구범위 제2항에 있어서, 올레핀 수지는 폴리프로필렌이거나 폴리에칠렌임을 특징으로 하는 폐고무 칩을 이용한 보도블록의 제조방법.
5. 청구범위 제2항에 있어서, 올레핀 고무는 경화 또는 가황상태에서 중량비로 실온의 사이크로헥산 또는 비등하는 크실렌에 20% 이하로 용해되는 것을 특징으로 하는 폐고무 칩을 이용한 보도블록의 제조방법.