KR100369701B1 - 폐우레탄 또는 폐고무를 이용한 블록 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐우레탄 또는 폐고무를 이용한 블록 제조방법에 관한 것으로, 재생우레탄 또는 재생고무 분쇄물을 배합기에 넣고 용해제와 접착제 및 경화제를 투입하여 혼합하는 배합단계와, 상기 배합된 재생 우레탄 혼합물을 부착시킬 블록의 표면을 세척하는 표면 처리단계와, 상기 표면 처리단계에서 처리된 블록의 표면에 재생 우레탄 혼합물을 개별 또는 일괄 타설한 다음 재 압착시키는 접착단계와, 상기 접착단계에서 재생 우레탄 혼합물이 압착된 블록을 숙성하면서 건조시키는 완성단계로 구성하므로 폐우레탄 또는 폐고무를 재생하여 블록이나 건축 장식판 등으로 개발하여 사용할 수 있을 뿐 아니라 폐우레탄 또는 폐고무의 재활용도를 증대시켜 자원을 절약하고 폐우레탄 또는 폐고무로 인한 쓰레기 량을 최소화시켜 환경오염을 줄이는 효과가 있다.
Description
본 발명은 폐우레탄 또는 폐고무를 이용한 블록 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 산업폐기물인 폐우레탄 또는 폐고무를 재활용하여 양질의 블록을 제작하고 이로 인하여 제품의 상품성과 품질을 향상시키고 자원을 절약하며 환경오염을 억제시킬 수 있도록 하는 폐우레탄 또는 폐고무 이용한 블록 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 우레탄은 탄력성, 내마모성, 내산화성, 내유성, 내노화성, 단열성 및 기계적 강도의 우수성으로 인하여 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있고 따라서 많은 량의 폐우레탄이 발생하고 해마다 그 량이 증가하고 있는 추세이다.
특히, 이러한 폐우레탄 또는 폐고무는 단순 폐기하므로 자원 재활용도가 크게 떨어져 자원의 낭비를 초래할 뿐 아니라 수입에 의존하고 있는 현실을 감안할 때 국가적으로도 상당한 외화의 낭비를 초래하였다.
또한, 폐우레탄 또는 폐고무는 단순 폐기로 산업쓰레기의 량을 증가시키고상기한 특성으로 장기간 분해되지 못하여 환경오염을 가중시킬 뿐 아니라 재활용에 따른 여러 가지 문제점을 발생시켰다.
한편, 이러한 폐고무를 이용한 실용신안등록출원 제96-32404호(명칭; 폐타이어를 이용한 바닥 장식제)도 있으나 이는 폐타이어를 분쇄한 폐고무재 상단면에 신제 고무판을 압착시킨 것으로 전체가 고무로 형성되어 블록으로 사용될 경우 비틀림과 휘어짐 등이 발생될 뿐 아니라 코스트가 상승되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 폐우레탄 또는 폐고무를 재생하여 블록이나 건축장식판 등으로 개발하여 사용할 수 있도록 함으로써, 폐우레탄 또는 폐고무의 재활용도를 증대시켜 자원을 절약하고 폐우레탄 또는 폐고무로 인한 쓰레기 량을 최소화시켜 환경오염을 줄일 수 있도록 하는데 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 폐우레탄 또는 폐고무 이용한 블록 제조방법은 산업폐기물인 폐우레탄 또는 폐고무를 수거하여 색상별로 분리하는 분리단계와, 상기 분리단계에서 분리된 폐우레탄 또는 폐고무에 부착된 오물 등의 이 물질을 제거하는 세척단계와, 상기 세척단계에서 세척된 깨끗한 상태의 폐우레탄 또는 폐고무를 필요한 입자의 크기로 분쇄하는 분쇄단계와, 상기 분쇄단계에서 분쇄된 입자 상태의 폐우레탄 또는 폐고무를 간접열풍으로 건조시키는 건조단계와, 상기 건조단계를 거친 입자 상태의 폐우레탄 또는 폐고무를 배합기에 넣고 각종 첨가물을 투입하여 골고루 교반하는 배합단계와, 상기 배합단계에서 각종 첨가물이 혼합된 입자 상태의 폐우레탄 또는 폐고무를 압출기로 용융시키는 용융단계와, 상기 용융단계에서 용융된 폐우레탄 혼합물 또는 폐고무 혼합물을 강제 냉각시킴과 동시에 필요한 두께로 압착하는 압착단계와, 상기 압착단계에서 압착된 폐우레탄 혼합물 또는 폐고무 혼합물을 일정 크기로 절단한 다음 필요한 입자 크기로 분쇄하는 재생단계로 형성한 폐우레탄 또는 페고무 재생방법에 있어서; 상기 재생우레탄 분쇄물 또는 재생고무 분쇄물을 배합기에 넣고 용해제와 접착제 및 경화제를 투입하고 골고루 교반하여 혼합하는 배합단계와, 상기 배합된 재생 우레탄 혼합물 또는 재생 고무 혼합물을 부착시킬 블록의 표면을 세척하는 표면 처리단계와, 상기 표면 처리단계에서 처리된 블록의 표면에 재생 우레탄 혼합물 또는 재생 고무 혼합물을 개별 또는 일괄 타설한 다음 재 압착시키는 접착단계와, 상기 접착단계에서 재생 우레탄 혼합물 또는 재생 고무 혼합물이 압착된 블록을 숙성 건조시키는 완성단계로 구성함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
(실시예)
제 1 공정
먼저, 각종 산업쓰레기 등에서 폐우레탄 또는 폐고무를 분리하여 수거한 후일정장소에 적재한다.
이러한 폐우레탄 또는 폐고무에 혼입된 이물질을 수작업으로 제거하되 자석을 이용하여 각종 금속 또한 제거한다.
여기서 대량의 폐우레탄 또는 폐고무를 세척하는 경우 세척기를 이용하여 세척한 후 금속을 제거함이 바람직하다.
이 물질이 제거된 폐우레탄 또는 폐고무는 분쇄기를 통하여 필요한 크기로 선택하여 분쇄한 다음 70℃-120℃의 간접열풍(열 건조식)으로 10분-15분 동안 가열하여 건조도가 98%이상 되도록 한다. 이때, 상기 건조온도가 70℃ 미만일 경우 폐우레탄 또는 폐고무는 습기제거가 잘 이루어지지 않아 제품 품질의 저하 및 접착제의 다량 소모를 초래하게 됨은 물론 발포될 우려가 있게 되며, 120℃ 초과할 경우 폐우레탄 또는 폐고무는 탈 우려가 있어 제품원형의 변질을 초래하게 된다. 또한, 상기 건조시간은 폐우레탄 또는 폐고무를 습기없이 건조시키기 위한 적정시간으로 10분 미만일 경우 건조가 미약하게 되며, 15분 초과할 경우 더욱 우수한 건조를 가능하게 하므로 그 이상도 요건충족을 이루나 작업성 및 생산성을 고려한 시간이다.
여기서 분쇄되는 폐우레탄 또는 폐고무의 입자크기는 11-2.5mm가 가장 바람직하다. 이때, 2.5mm 미만으로 분쇄할 경우 작업성이 현저히 떨어져 생산성이 없으며, 11mm 초과할 경우 폐우레탄 또는 폐고무의 용융이 잘 이루어지지 않는 문제점이 발생하게 된다.
상기와 같이 분쇄하여 건조시킨 폐우레탄 또는 폐고무 100Kg에 대하여 유, 무기 착색제인 안료나 염료를 투입하고 착색 반응과 용융이 원활하도록 포화 지방산인 스테아르산 2-3Kg, 2차 제습을 위한 CaO 2-3Kg 및 폐우레탄 또는 폐고무의 용융이 원활하도록 하고 경도 등을 조절하기 위하여 Ca 1-15Kg을 배합기에 투입한 후 교반하여 골고루 혼합한다. 이때, 각각의 재료를 한정수치 미만으로 첨가할 경우 폐우레탄 또는 폐고무의 인장률 및 신장률이 떨어져 제품품질의 저하를 가져오게 되며, 한정수치를 초과하여 첨가할 경우 폐우레탄 또는 폐고무의 성질변형을 일으킬 수 있고 비용상승을 초래하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
여기서 배합기 내부는 70℃-100℃의 온도로 가열상태를 유지하면서 10분-15분 동안 중속 배합하여 혼합물을 생성시킨다. 이때, 상기 온도는 배합을 가장 잘 이루어지게 하는 최적온도범위이며, 상기 시간은 배합을 위한 적정시간으로 15분을 초과하여도 무방하나 작업성 및 비용을 고려하여 산정된 시간이다.
이러한 혼합물은 압출기를 이용하여 용융시킨 다음 강제 냉각을 통하여 필요한 두께로 프레싱하여 압착시킨다.
여기서 압출기 내부는 170℃-230℃의 온도를 유지하도록 한다. 이때, 압출기 내부 온도가 170℃ 미만일 경우 상기 혼합물의 용융이 잘 이루어지지 않는 문제점이 발생하게 되며, 230℃ 초과할 경우 상기 혼합물이 타게 되어 원형변질을 가져오게 되는 문제점이 발생하게 된다.
또, 강제 냉각은 0℃ ~ -5℃로 직접 냉각하여 냉각시킨다. 이때, 냉각온도가 -5℃ 미만일 경우 상기 혼합물이 너무 딱딱해져 제품품질의 저하를 초래하게 되며, 0℃ 초과할 경우 상기 혼합물의 분쇄가 힘들어지는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 프레싱하여 압착시키는 혼합물의 두께는 1.5-7mm가 바람직한데, 상기 두께는 제품의 선호도를 고려한 한정수치이다.
이렇게 압착시킨 폐우레탄 또는 폐고무는 일정크기 이하로 절단하고, 절단된 폐우레탄 또는 폐고무는 다시 필요한 입자 크기로 선택하여 분쇄한다.
여기서 분쇄된 입자와 분쇄로 발생되는 미분을 분리한다.
제2공정
재생 가공된 제1공정의 재생우레탄 분쇄물 또는 재생고무 분쇄물 100Kg에 대하여 용해제 5-10Kg, 접착제 20-40Kg 및 경화제 2-5Kg을 배합기에 투입한 다음 작업성 향상 및 정도조절을 위해 농도에 따라 유, 무기 착색 안료를 각각 0.5Kg-3Kg 투입하여 골고루 교반한다. 이때, 상기 유, 무기 착색 안료는 재생우레탄 분쇄물 또는 재생고무 분쇄물 100Kg에 대한 대비분량이며, 상기 각각의 재료를 한정수치 미만으로 첨가할 경우 인장률 및 신장률의 저하에 따른 제품품질의 저하를 가져오게 되고, 한정수치를 초과하여 첨가할 경우 재생우레탄 또는 재생고무의 성질변형은 물론 비용상승을 초래하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
여기서 용해제는 톨루엔을 사용함이 일반적이며, 접착제로는 우레탄 프리폴리머를 사용하고 경화제로는 폴리올을 사용하도록 하는 것이 바람직하다.
배합기는 30℃-40℃의 온도를 유지하도록 하고 5분-10분 동안 혼합하여 혼합물을 생성시킨다. 이때, 배합기의 온도가 30℃ 미만일 경우 혼합물의 배합이 잘 이루어지지 않게 되고 40℃ 초과할 경우 혼합물의 원형이 변질될 우려가 있게 되며, 배합시간은 혼합물의 배합을 위한 적정시간으로 10분을 초과하여도 무방하나 작업성 및 비용을 고려하여 산정된 시간이다.
한편, 이와 동시에 블록은 표면을 건조시키면서 표면의 이물질을 완전히 제거하고 이러한 상태에서 프라이마 표면 처리를 완벽하게 진행시킨다.
프라이마 처리가 완료된 블록의 표면에 제2공정의 재생 우레탄 혼합물 또는 재생 고무 혼합물을 도포하여 타설하되 두께는 3-15mm가 적당하다. 이때, 상기 두께는 제품의 선호도를 고려한 한정수치이다.
여기서 재생 우레탄 혼합물 또는 재생 고무 혼합물이 타설된 블록의 표면을 재 압착하여 접착 및 제품의 안전성을 향상시킬 수 있도록 함이 바람직하다.
이렇게 제조된 블록은 간접 열풍으로서 숙성하고 건조시켜 제품을 완성시킨다. 이때, 간접 열풍의 온도는 70℃-120℃가 바람직한데, 70℃ 미만일 경우 건조가 미약하여 제품품질의 저하를 가져오게 되며 120℃ 초과할 경우 탈 우려가 있어 제품원형의 변질을 가져오게 된다.
따라서, 이러한 재생우레탄 또는 재생고무 블록은 내마모성, 내산화성, 내유성 등이 강한 재생 우레탄 또는 재생 고무를 기존의 콘크리트 블록에 고정, 압착시킴으로써, 탄력성, 안정성, 흡음성, 미관성 및 충격흡수성 등에 매우 뛰어날 뿐 아니라 타 블록에 비하여 범용성이 우수하고 부분적 보수가 용이하며 경비를 절감할 수 있고 공사기간을 단축할 수 있다.
아울러, 보행성과 조형성 및 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 폐우레탄 또는 폐고무 이용한 블록 제조방법은 재생우레탄 또는 재생고무 분쇄물을 배합기에 넣고 용해제와 접착제 및 경화제를 투입하여 혼합하는 배합단계와, 상기 배합된 재생 우레탄 혼합물을 부착시킬 블록의 표면을 세척하는 표면 처리단계와, 상기 표면 처리단계에서 처리된 블록의 표면에 재생 우레탄 혼합물을 개별 또는 일괄 타설한 다음 재 압착시키는 접착단계와, 상기 접착단계에서 재생 우레탄 혼합물이 압착된 블록을 숙성하면서 건조시키는 완성단계로 구성하므로 폐우레탄 또는 폐고무를 재생하여 블록이나 건축장식판 등으로 개발하여 사용할 수 있을 뿐 아니라 폐우레탄 또는 폐고무의 재활용도를 증대시켜 자원을 절약하고 폐우레탄 또는 폐고무로 인한 쓰레기 량을 최소화시켜 환경오염을 줄이는 효과가 있다.
Claims (1)
- 산업폐기물인 폐우레탄 또는 폐고무를 수거하여 색상별로 분리하는 분리단계와, 상기 분리단계에서 분리된 폐우레탄 또는 폐고무에 부착된 오물 등의 이 물질을 제거하는 세척단계와, 상기 세척단계에서 세척된 깨끗한 상태의 폐우레탄 또는 폐고무를 11-2.5mm의 크기로 분쇄하는 분쇄단계와, 상기 분쇄단계에서 분쇄된 입자 상태의 폐우레탄 또는 폐고무를 70℃-120℃의 간접열풍으로 10분에서 15분 동안 가열하여 건조도 98%-100%를 이룰 수 있도록 하는 건조단계와, 상기 건조단계에서 입자 상태로 분쇄하여 건조시킨 폐우레탄 또는 폐고무 100Kg에 대하여 유, 무기 착색제인 안료나 염료를 투입하고 착색 반응과 용융이 원활하도록 포화 지방산인 스테아르산 2-3Kg, 2차 제습을 위한 CaO 2-3Kg 및 폐우레탄의 용융이 원활하도록 하고 경도 등을 조절하기 위하여 Ca 1-15Kg을 배합기에 투입한 후 70℃-100℃의 온도로 가열상태를 유지하면서 10분에서 15분 동안 중속 배합하여 골고루 혼합하는 배합단계와, 상기 배합단계에서 각종 첨가물이 골고루 혼합된 폐우레탄 또는 폐고무를 압출기에 투입하고 그 내부온도를 170℃-230℃로 유지하면서 용융시키는 용융단계와, 상기 용융단계에서 용융된 폐우레탄 또는 폐고무를 강제 냉각시키되 0℃∼-5℃로 직접 냉각하면서 1.5-7mm의 두께로 압착하는 압착단계와, 상기 압착단계에서 압착된 폐우레탄 또는 폐고무를 일정크기로 절단한 다음 1.5-7mm의 입자크기로 분쇄하는 재생단계로 형성된 폐우레탄 또는 폐고무의 재생방법에 있어서;상기 재생 가공된 재생우레탄 분쇄물 또는 재생고무 분쇄물 100Kg에 대하여 용해제 5-10Kg, 접착제 20-40Kg 및 경화제 2-5Kg을 배합기에 투입하고 그 내부온도를 30℃-40℃로 유지하면서 5분에서 10분 동안 혼합하되 농도에 따라 유, 무기 안료를 혼합하여 골고루 교반하는 배합단계와,상기 배합단계와 동시에 블록은 표면을 건조시키면서 표면의 이물질을 완전히 제거하고 이러한 상태에서 프라이마 표면 처리를 완벽하게 진행하는 표면 처리 단계와,상기 프라이마 처리가 완료된 블록의 표면에 배합단계에서의 재생 우레탄 혼합물 또는 재생 고무 혼합물을 도포하여 3-15mm의 두께로 타설한 다음 블록의 표면을 재 압착하는 접착단계와,상기 접착단계를 거친 블록을 간접 열풍으로서 숙성하고 건조시켜 제품을 완성하는 완성단계로 구성한 것을 특징으로 하는 폐우레탄 또는 폐고무를 이용한 블록 제조방법.
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