KR100336877B1 - 폐자재를 이용한 건자재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제노이(Xenoy), 폐폴리프로필렌(PP), 폐폴리에틸렌(PP), 폐비닐, 폐우레탄, 톱밥을 이용한 건자재에 관한 것으로서, 제노이(Xenoy) 10∼30 중량％, 폴리프로필렌(PP) 10∼30 중량％, 폴리에틸렌(PE) 5∼25 중량％, 톱밥 1∼10 중량％, 우레탄10∼30 중량％, 나일론 5∼15 중량％를 각각 미세하게 분쇄하여 혼합한 뒤, 상기 혼합된 재료를 고온으로 용해하여 페이스트 상태로 조성하고, 상기 페이스트 상태의 혼합물을 일정한 형태로 성형함에 그 특징이 있는 것이다.

본 발명의 폐자재를 이용한 건자재는 환경오염 방지효과가 뛰어나며, 종래의 고가의 합판이나 콘크리트 보도블록 대용으로 사용하여 많은 비용을 절감할 수 있고, 원하는 형상으로의 가공성과 보수성이 뛰어나며, 다양한 색상으로 도색이 가능하다.

Description

폐자재를 이용한 건자재{Construction material using waste members}

본 발명은 폐자재를 이용한 건자재에 관한 것으로, 구체적으로는 폴리카보네이트-폴리버틸렌 텔레프탈레이드 알로이(PC/PBT), 폐폴리프로필렌(PP), 폐폴리에틸렌(PP), 폐비닐, 폐우레탄, 톱밥을 이용한 건자재에 관한 것이다.여기서 폴리카보네이트-폴리버틸렌 텔레프탈레이드 알로이(polycarbonate - polybutylene terephthalate alloy:PC/PBT)는 일명 제노이(Xenoy)라 부르는 타사의 등록상표로서, PC/PBT를 혼합한 열가소성 알로이(alloy)는 충격력이 뛰어난 복합소재이며 최근에는 자동차 범퍼등의 재료로 널리 활용되고 있다.

종래 콘크리트 양생용 틀로는 합판이 널리 사용되고 있지만, 합판은 가격이 비싸고, 강도와 인성이 약해 충격에 의한 손상 및 파괴가 용이하며, 한번 파손된 합판은 재사용이 불가능한 문제가 있고, 합판 자체가 목재이기 때문에 수림 파괴 등을 유발하여 환경문제를 야기하였다.그리고, 콘크리트 등으로 제작되는 보도블록, 담장 등과 같은 각종 건축자재 역시 가격이 비싸고, 충격에 취약하여 빈번한 교체를 요하면서도 재사용이 불가능하다.그리고 이들은 별도로 분리하여 폐기처리 해야 하고, 설치및 교체에 많은 비용이 소요되는 등의 문제을 안고 있다.

한편, 충격을 흡수하는 성능이 뛰어난 복합소재인 PC/PBT는 최근 자동차용 범퍼로 널리 활용되고 있으나 이들 자동차용 범퍼는 의 경우 재사용이 불가능하여 폐차시 많은 폐기물을 양산하였다.그리고, 폐비닐은 소각시 많은 유해물질을 배출할 뿐만 아니라 영구적으로 썩지 않아 심각한 환경오염 문제를 야기하였으며, 각종 플라스틱 제품 제조에 사용되는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 역시 심각한 환경문제를 야기하였다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해소하고자 발명한 것으로서, 본 발명은 심각한 환경오염을 유발하는 각종 폐기물을 건자재로 재활용할 수 있는 방안을 제공함 하여 환경오염 방지에 기여하는데 그 목적이 있는 것이다.본 발명의 또 다른 목적은 종래의 합판이나 보도블록보다 강도와 인성이 우수하면서도 내구성도 뛰어나며, 가격이 또한 저렴한 건자재를 제공하는데 있는 것이다.본 발명은 상기한 건자재가 파손에 대한 복원력이 우수하고, 가공이 용이하면서도, 폐기시에는 이를 재활용할 수 있는 건자재를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성 위해서 본 발명에서는 톱밥, 폐비닐, 폐우레탄, 폐폴리프로필렌, 폐폴리에틸렌, 폐비닐 등의 폐자재를 이용하여 보도블록, 콘크리트 양생용 패널 등과 같은 건자재를 제조함에 있어서. 폴리카보네이트-폴리버틸렌 텔레프탈레이드 알로이(PC/PBT) 10∼40 중량％, 폴리프로필렌(PP) 20∼30 중량％, 폴리에틸렌(PE) 20∼25 중량％, 톱밥 2∼7 중량％, 우레탄 15∼20중량％, 나일론 3∼8 중량％로 구성되어, 이들 각각의 물질은 파쇄기를 이용하여 작은 알갱이 형태로 분쇄후 교반기내에서 균일하게 혼합한다. 그런다음 상기 재료를 가열로에 투여하여 고온 가열시킴에 따라 이들이 서로 혼합되어진 채 용해된 페이스트 상태로 조성하고, 상기 페이스트 상태의 혼합물은 일정한 형태와 모양을 이루도록 압축 성형하여 고형화된 혼합물을 다양한 건자재로 활용하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 혼합물은 용해로내에서 200∼250℃ 가열 용해하고, 상기 용해된 폐자재는 일정한 형태와 모앵으로 고형화 작업을 실시할 때 그 표면으로 소망하는 색상이 일정한 두께만큼 도포되는 색소 도장면을 형성하고, 상기 색소 도장면은 고형화된 혼합물의 표면으로 색소를 고압 분사하여 그 표면은 물론 그 내부에까지 색상이 일부 침투되는 색소 도장면을 형성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 폴리카보네이트-폴리버틸렌 텔레프탈레이드 알로이(PC/PBT) 20 중량％, 폴리프로필렌(PP) 25 중량％, 폴리에틸렌(PE) 20 중량％, 톱밥 5 중량％, 우레탄 25 중량％, 나일론 5 중량％의 비율로 혼합한다.상기한 PC/PBT는 충격흡수 능력이 뛰어난 복합소재로서, 최근에 자동차범퍼의 재료로 널리 사용되고 있으며, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 톱밥, 우레탄, 나일론 등은 플라스틱 폐기물이나 폐목재 등에서 쉽게 얻을 수 있다.이들 소재는 파쇄기를 이용하여 작은 알갱이 또는 미세한 분말형태로 분쇄후 교반기를 이용하여 균일하게 혼합한다. 혼합된 재료는 가열 용융로에 투입하여 가열하여 용해한다. 이때 용해온도는 재료의 열변형을 감안하여 200∼250℃ 범위로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 조성 성분의 범위를 벗어나 PC/PBT의 함량이 높으면 재료의 휨 변형이 높아지고, 폴리프로필렌(PP)의 함량이 높으면 재료의 내충격성이 약해져 깨지거나 균열이 생기기 쉬우며, 폴리에틸렌(PE)의 함량이 높으면 재료가 연질이 되며, 톱밥을 적절히 혼합하면 재료의 휨 변형이 방지된다.또한, 건자재의 특성에 따라 상기 조성물에 석면을 100분율로 환산하였을 때 0.5 중량％ 더 첨가하여도 비슷한 특성의 건자재가 제조가 가능한 것으로, 환경오염 물질인 석면의 재활용에도 유용함이 발견되었다.기타,이와 같은 조성물질에 다른 성분의 폐비닐이나 폐플라스틱 등을 첨가하여도 비슷한 효과의 건자재를 얻을 수 있다.

상기 조성으로 혼합한 혼합물을 고온으로 가열하면 거의 반죽 형태인 페이스트 상태로 된다.이와 같은 페이스트 상태의 혼합물을 원하는 형태로 성형한다. 가장 바람직하기로는 롤러를 이용한 압연가공으로 합판 형상으로 성형하는 것이 좋다. 이때 필요에 따라, 압연단계를 여러번 거치면 원하는 두께의 판을 얻을 수 있다.또한, 보도블록이나 기타 다른 형상의 건자재는 상기 페이스트 상태의 반죽물을 원하는 형틀을 이용해 성형하면 된다.

한편, 상기 재료로 형성된 건자재의 색상은 대개 짙은 암갈색을 띄게되므로 필요에 따라 표면을 원하는 색상으로 도색할 필요가 있다.이 경우, 원하는 형태로 성형된 건자재가 완전히 응고되기 전에 표면에 색소를 입히는 것이 바람직하다. 보다 나은 최적 실시예로는 페이스트 형태에서 일정한 형태와 모양으로 고형화 할 때 색소를 건자재 표면에 고압으로 분사하여 표면 내부로 색소를 침투시키는 방법이 이용될 수 있는 것이다. 이렇게 도색하면, 건자재 표면 내부로 색소가 침투되므로 표면 색상이 외부의 충격에 의해 벗겨질 염려가 없게 된다.

이와 같이 형성된 본 발명에 따른 건자재의 물리적 성질은 다음과 같다.

인장강도 : 171 kgf/㎠

신장률 : 6.5 ％

굴곡강도 : 298 kgf/㎠

상기 성질에 의하면 본 발명의 건자재는 인장강도와 굴곡강도가 특히 우수하고, 충격과 휨 변형에 강하다. 따라서, 얇은 두께에서도 휨 변형이 거의 없으며, 인성이 커서 충격에도 깨지거나 균열이 생기지 않는다.또한, 재료의 특성상 고온에서 열변형이 발생하므로, 표면의 파손이 발생할 경우에도 손상부위를 100∼150℃ 정도의 온도로 가열하면 파손부위가 원형으로 회복되므로, 파손부위를 교체할 필요가 없다.그리고 상기한 건자재는 일반 톱으로 절단이 가능하므로, 종래의 합판과 동일하게 원하는 형상으로 가공할 수 있어 가공이 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.

본 발명은 전술한 실시 예에 한정되지 않고, 특허청구범위의 기재에서 벗어나지 않는 범위에서, 변형을 가하여 실시할 수있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 건자재는 각종 폐기물을 이용해 제조한 것이기 때문에, 환경오염 방지효과가 뛰어나며, 종래의 고가의 합판이나 콘크리트 보도블록 대용으로 사용하여 많은 비용을 절감할 수 있고, 원하는 형상으로의 가공성과 보수성이 뛰어나며, 다양한 색상으로 도색이 가능하다.또한, 본 발명에 따른 건자재는 폐기된 뒤에도 재료를 녹여 다시 가공하면 건자재료 재사용할 수 있으므로 환경오염 문제가 획기적으로 개선되어질 수 있다는 장점이 있는 것이다.

Claims (4)

1. 폐자재를 이용하여 보도블록, 콘크리트 양생용 패널 등과 같은 건자재를 제조함에 있어서, 폴리카보네이트-폴리버틸렌 텔레프탈레이드 알로이(PC/PBT) 10∼40 중량％, 폴리프로필렌(PP) 20∼30 중량％, 폴리에틸렌(PE) 20∼25 중량％, 톱밥 2∼7 중량％, 우레탄 15∼20중량％, 나일론 3∼8 중량％로 혼합하여 페이스트 상태를 이루도록 가열하고, 상기 페이스트 상태의 혼합물을 압축하여 고형화된 혼합물로 제조하는 것을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 건자재.
2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리버틸렌 텔레프탈레이드 알로이(PC/PBT) 20 중량％, 폴리프로필렌(PP) 25 중량％, 폴리에틸렌(PE) 20 중량％, 톱밥 5 중량％, 우레탄 25 중량％, 나일론 5 중량％으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 건자재.
3. 제 2항에 있어서, 석면을 100분율에 비교해서 0.5중량％ 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 건자재.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합재료 용해 온도가 200∼250℃이고, 상기 성형된 폐자재의 표면에 색소 도장면이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 건자재.