KR100290555B1

KR100290555B1 - 폐합성섬유를 이용한 가스켓트 및 전기절연용 소재와 그 제조방법

Info

Publication number: KR100290555B1
Application number: KR1019980039866A
Authority: KR
Inventors: 한정광
Original assignee: 한정광
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2001-09-22
Also published as: KR20000020978A

Abstract

본 발명은 기존 발카나이징화이바와 고무류의 단점인 폐기물의 환경오염에 영향을 미치는 문제점과, 비싼 제조원가 및 취급물의 특성때문에 가공정도가 높아야 하는 문제점 과 온도변화에 따른 변형은 물론 강도와 내구성에 약한점등을 보완한 신소재 합성섬유 가스켓트의 소재와 전기절연재 소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 신소재 합성섬유 전기 절연제는 합성섬유 또는 합성섬유의 폐기물중 폴리에스터 50%, 기타 아크릴, 나일론등의 합성섬유 40%, 그리고 수거중에 간혹 발생할 자연섬유와 합성수지류등이 10% 이내의 구성비를 갖추어 솜처럼 타면하여 밀도와 두께가 일정한 휄트를 만들고, 이 휄트 소재에 수용성의 열경화성 멜라민 수지와 요소수지 및 탈크의 조합수지를 30g/m²의분량으로 도포한 다음, 함수량이 13%이하가 되도록 건조기를 통과하여 건조한다.

건조가 완료된 소재는 가공규격의 치수대로 절단하여 온도가 180℃이상 210℃이하의 고열과, 특히 면압 90 - 110 Kg/Cm²의 고압성형로라프레스에서 제품규격과 치수별로 1 - 3분/회 까지의 성형시간에 맞추어 고열, 고압성형하고 성형이 완료된 제품은 즉시 냉각로라프레스로 이송되어 40℃이하의 온도에서 약 1분간 급속냉각을 실시한다. 급속냉각이 완료된 제품을 금형에서 인출하여 제품치수대로 절단,가공하여 만들어진 고기능성 신소재 합성섬유 가스켓트의 제조공정 및 생산기술에 관한 것이다.

Description

폐합성섬유를 이용한 가스켓트 및 전기절연용 소재와 그 제조 방법(PROCESS AND MATERIAL FOR GASCATE AND ELECTRIC INSULATOR USING SYNTHETIC FIBER WASTE)

본 발명은 자동차용 부품과 일반 산업용 부품으로 사용되는 가스켓 소재와 그 제조 방법에 관한 것으로 전기절연재의 용도로도 동일하게 적용된다. 특히 합성섬유 또는 합성섬유의 스크랩(Scrap)등을 재활용하여 고기능의 신소재를 개발함은 폐합성섬유의 재생을 통해 환경문제를 개선하고 가스켓트 및 전기절연재의 제조원가를 낮추어 제품생산 비용을 절감하며, 취급시 쉬운 파손문제를 해결하여 고강도의 높은 품질제품을 제공함을 목적으로 한다.

종래의 가스켓트 소재는 발카나이징 화이바와 고무류가 주종을 이루고 있었다. 발카나이징 화이바는 일반적 범용으로 다양하게 운용되고 있고, 위생적이며 특히 방수성이 좋아 오래 쓸 수 있으나, 페놀이 함침되어 있어 화재가 발생할 경우 유독가스가 발생하는 문제점과 함께 가격이 비싼 단점이 있으며, 조립 또는 설치작업을 할 경우 파손이 쉽고 범용으로 사용하기 어려운 단점이 있었다.

또한, 고무 가스켓트은 작업시 손상도 별로 없고, 위생적이며 특히 방수성이 좋아 우천시나 수분이 많은 장소에서 부패되지 않고 오래 쓸 수 있으나 온도변화에 약하고, 기름등에 오염되기 쉬우며, 폐기물처리시 환경규제품목으로 오염등에 어려움이 따르는 단점이 있었다.

또한, 전기절연재로 사용되는 소재는 주로 베크라이트로 된 절연재가 있다. 베크라이트 절연재의 경우 작업시 손상이 별로 없고 위생적이며 방수성이 좋아 수분이 많은 장소에도 부패되지 않고 쓸 수 있는 장점이 있다. 그러나, 가격이 비싸고, 페놀이 함침되어 있어 온도변화에 다른 변형과 열에 약하고 폐기물 처리시 환경오염 규제를 까다롭게 받는 등 폐기물 처리가 어려운 단점이 있었다.

본 발명은 이강은 기존제품의 결함을 해결하면서 합성섬유의 스크랩등을 재활용한 신소재를 이용하여 고기능성 가스켓트 및 전기절연재용 소재와 그 제조공정을 제시하기 위한 것이다.

이를 위하여 합성섬유 또는 합성섬유 스크랩 중 폴리에스터, 아크릴, 나일론 등의 소재를 이용하여 가스켓트 제조에 적합한 신소재의 구성비를 제시하며, 이 신소재를 이용하여 방수, 고강도, 난연, 블연성의 특성을 갖는 고 기능성 가스켓트의 소재와 제조방법을 제시하기 위한 것이다.

지금까지 폐합성섬유의 처리는 대부분의 경우 소각으로 처리되고, 극히 일부의 경우 단순가공 처리방법으로 솜처럼 타면하여 부직포를 만들어 비닐하우스의 보온재나 건축용 자재로 일부 사용되어 왔다. 그러나 폐기물로 처리할 경우 톤당 몇 만원씩 처리비용이 들고, 특히 매립을 할 경우 합성섬유가 완전하게 분해되는데 40 - 60년이라는 장구한 시간이 소요되어 심각한 토양오명을 야기하여 매립이 금지되어 있고, 소각시할 경우에도 다이옥신이 발생하는 등 심각한 2차 대기오염을 유발하는 문제점이 있었다.

일부 단순가공제품이 개발되기는 했으나 목적 제품에 사용하기에 적합한 품질의 제품이 개발되지 못하여 폐합성섬유를 재활용하여 높은 품질의 제품을 상품화하기에는 여러가지 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이같은 문제를 극복한 고기능 가스켓트 및 전기절연재용 신소재와 그 제조방법을 제시하고자 한다.

먼저 신소재는 중량대비 폴리에스터 소재 45-55%와, 나일론, 레이욘, 아크릴등 기타 화학사 35-45%와, 수거시 포함되는 자연사와 합성수지류등의 기타 이물질이 약 10% 이하로 구성비를 이루게 된다.

이들 신소재를 솜처럼 타면하여 부직포와 같이 만들되 두께가 8mm 정도이며 밀도가 일정한 휄트(Felt)소재를 만든다. 합성섬유 또는 합성섬유의 스크랩(Scrap)을 타면하여 밀도가 일정한 휄트를 생산해야 하는 이유는 제품의 진직도, 직각도 및 평행도가 일정한 제품을 만들 수 있고, 휄트소재 구성비를 중량대비 폴리에스터 45-55%, 나일론, 레이욘, 아크릴사등의 기타 합성섬유를 35-45%, 그리고 수거시 만약에 포함될 자연사와 합성수지류등이 10% 이하가 되도록 해야 고열 용융시 일정한 품질의 제품과 내부의 발생가스를 최소화 할 수 있다.

다음 공정은 타면된 휄트소재에 수용성 열경화성 멜라민수지(Melamin Resin)와 요소수지 및 탈크(Talk)등의 혼합수지를 30g/m²의 분량으로 도포(Spray)한다. 이는 성형시 소재 사이의 결합력을 좋게하고, 제품의 표면상태를 광택이 있는 제품으로 부드럽게 처리하기 위함이며, 탈크의 첨가로 난연, 불연의 특성을 가질 수 있다.

수지첨가가 완료된 휄트소재는 3단형식의 건조기(Net Dryer)를 통과하면서 건조하되 건조시 급격한 온도상승으로 초기성형(Free Quealing)이 되지않도록, 투입온도를 100℃로 하고, 내부의 건조온도는 140℃로 하며, 인출시는 외부 습기의 투입을 견디며 함수량이 13% 이하가 유지되도록 인출온도를 90℃가 되도록 맞추어야 한다. 함수량 13% 이하 유지가 꼭 필요한 이유는 성형시 제품의 표면변색과 발생가스를 최소화하여 내부폭발을 방지하기 위함이다.

이렇게 소재를 완성하고 난 후 완료된 소재를 이용하여 합성섬유 신소재 고기능 가스켓트를 제조하는 후반 가공공정은 다음과 같다.

건조가 완료된 휄트소재는 생산제품의 품질규격과 수량에 맞추어 소재를 재단하고 제품 두께별로 90 - 110 Kg/Cm²의 압력으로, 1분간/회의 압축시간과, 고주파 전기로에서 180 - 210℃의 온도를 주어 고열, 고압의 성형(Hydro. Calender Roll Press)을 완성한다. 이때, 제품별로 초기 투입시 엄격하게 함수량 13% 이하를 지켜주어야 제품의 표면상태와 기포발생을 방지할 수 있고 불량제품의 발생을 최소화하며 가스의 발생을 최소화 한다.

다음공정으로 가열성형(Hot Roll Press)이 완료된 제품은 냉각롤러프레스(Hydro. Cold Roller Press)로 이송하여 약 15Kg/Cm²의 압력으로 표면온도가 40℃ 이하가 되도록 급속냉각 을 해야 하는 이유는 자연상태 냉각시는 섬유재질별의 인장력과 탄성이 다르기 때문에 냉각중에 변형현상(Bending)이 발생되는 문제점을 사전에 기계적으로 처리하기 위함 이다. 생산이 완료된 제품은 인출하여 제품의 규격대로 Shearing 절단 가공하고, 제품의 표면과 절단면을 검사하여 제품을 완성한다.

본 발명은 폴리에스터, 아크릴, 나일론등의 합성섬유 또는 합성섬유의 폐기물 (Scrap)을 이용할 경우 대량발생폐기물의 처리에 따른 환경적효과와 값싼 소재의 조달에 따른 경제적효과 및 가격과 품질경쟁력 확보 및 독보적인 고유기술의 확보에 따른 제품의 차별화 및 특성화와 고강도, 고밀도 신소재 제품의 개발에 따른 품질, 용적, 편의성, 무게등의 우수한 경쟁력을 확보하는 다양한 효과가 있다.

Claims

합성섬유류(폐합성섬유류(Scrap) 포함)중 소재를 중량대비 폴리에스터 45-55%, 나일론, 아크릴, 레이욘 등을 35-45%, 이물질을 포함한 자연섬유나 합성수지류를 10% 이하의 구성비로 혼합하여 솜처럼 타면하여 두께와 밀도가 일정한 휄트를 만들고, 이 소재에 열경화성 수지를 30g/m²의 분량으로 도포(Spray)한후, 열풍건조로에서 함수량이 13% 이하가 되도록 건조한 고열, 고압성형용 폐합성섬유를 이용한 가스켓트 및 전기절연재용 소재.
합성섬유중 폴리에스터와 아크릴, 나일론등의 합성섬유를 일정구성비로 혼합하는 제1단계와;

혼합소재를 타면하여 8mm 정도의 두께와 균일한 밀도의 휄트를 만드는 제2단계와;

휄트소재에 열경화성 멜라민수지 수지를 도포하는 제3단계와;

수지가 도포된 소재를 13% 이하의 함수량으로 건조하는 제4단계와;

건조된 소재를 절단한 후 고열, 고압의 성형로라프레스에서 성형하는 제5단계와;

성형이 완료된 제품을 냉각로라프레스를 이용하여 급속냉각하는 제6단계로 구성 된 것을 특징으로하는 폐합성섬유를 이용한 가스켓트 및 전기절연용 소재의 제조 방법.
제2항에 있어서, 성형하는 제5단계는 고주파 전기로를 이용하여 180℃에서 210℃ 범위의 고열을 생성하고 최저 90Kg/Cm²에서 최고 110Kg/Cm²의 고압성형프레스(Hydro. Hot Roll Press) 최저 1분/회에서 최고 3분/회의 가압시간을 주어 제조하는 것을 특징으로 하는 폐합성섬유를 이용한 가스켓트 및 전기절연용 소재의 제조 방법.
제2항에 있어서 급속냉각은 성형이 완료된 제품을 냉각롤러프레스를 이용하여 40℃이하의 온도에서 1분간 급속냉각하는 것을 특징으로하는 폐합성섬유를 이용한 가스켓트 및 전기절연용 소재의 제조 방법.