KR100424424B1 - 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법에 관한 것으로 폐 폴리 우레탄의 용융을 압출기가 아닌 회전식 교반기를 사용함으로서, 용융점이 상이한 이종의 폐 폴리 우레탄을 동시에 용융 가능하도록 하고, 저온에서 가공 경화시켜 재생된 제품의 연성을 부여하도록 하여 폴리 우레탄 재생 공정을 감소시켜 생산 단가 절감 및 고품질의 재생 제품의 생산을 목적으로 창출된 것으로,

이러한 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법은,

폐 폴리 우레탄을 96.5%, 안료 0.3%, 용해제인 DMF(Dimethylformamide; 디메틸포름아미드) 1.2%, 가소제인 DPGDB(Dipropyleneglycoldibonzoate; 디프로필렌글리콜디벤조에이트) 1% 및, BBP(Butylbenzylphthalate; 부틸벤질프탈레이트) 1%를 혼합하여,

히팅 장치가 내장된 교반기에 투입한 후 약 80-150℃의 조건하에서 약 20분간을 가열 용융시켜 겔(GEL)상태가 되도록하고,

상기 겔 상태의 용융물을 성형 로울러에 의해 롤-시트 타입으로 성형하고, 성형된 롤-시트 타입의 재생물을 일정 규격으로 절단하여 칩 상태로 생산하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법.

Description

폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법{Regeneration method of useless polyurethan resin}

본 발명은 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 열경화성인 폐 폴리 우레탄 수지에 안료를 비롯한 용해제, 가소제등의 제제를 첨가하여 재활용이 가능하도록 한 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법에 관한 것이다.

일반적으로 합성 수지는 석회석, 석탄, 에틸렌, 천연 개스, 공기, 물, 식염, 카바이트, 암모니아, 유산등을 원료하여된 고분자 화합물로서,

열에 대한 성질에 따라 열가소성 수지와 열경화성 수지로 대분된다.

먼저, 열가소성 수지는 가열하면 가소성(plastistity)이 되고, 상온이 되면 원상태로 되는 수지로서 성형한 후에도 가열하면 재용융되어 다른 형태를 구현할 수 있는 것으로,

염화 비닐 수지(polyvinyl chloride resin), 아크릴 수지(polymethyle methacrylate resin), 폴리 에틸렌 수지(polyethylene resin)등이 속한다.

또한 열경화성 수지는 가열하면 가소성이 되나 분자 사이의 결합은 변하지 않고 녹지 않는 수지로서 열을 한 번 받아서 경화, 성형되면 재가열하여도 용융되지 않는 특성을 가지는 것으로,

페놀 수지(phenol-formadehyde resin), 멜라민 수지(melanine-formadehyde resin), 폴리에스텔 수지(polyester resin), 우레탄 수지(urethan resin), 실리콘 수지(silicon resin), 에폭시 수지(epoxy resin)등이 속한다.

이와 같이 다양한 속성과 종류의 합성 수지는 경량, 고강도, 고탄력을 비롯하여 내수, 내식, 내충격, 내알칼리, 내산, 절연성등의 장점을 이용하여 건축 재료를 비롯한 폭 넓은 분야에 사용된다.

상기와 같이 다양한 분야에 폭 넓게 적용되는 각종 합성 수지는 제작 단계에서의 불량품과 수명이 다 한 제품은 재활용 또는 폐기 처분하는데,

특히 열경화성 수지의 경우 재용용이 불가능하여 소각 처리 내지는 매립의 방법으로서 처분하였다.

상기와 같이 열경화성 수지의 폐기는 원자재 손실은 물론 처리 비용에 따른 경제적 손실 및 환경 오염의 주요 원인으로 작용하였다.

그리하여 이러한 폐 열경화성 수지의 재생을 위해 여러 가지 방법들이 안출되어 현재 사용중이다.

이러한 폐 열경화성 수지 가운데 폴리 우레탄 제품의 재생 방법 중 일 예를 살펴보면,

먼저, 수명이 다한 폴리 우레탄 제품을 수거한 후 동종 제품을 분류하는 분류 공정,

상기 분류된 폐 폴리 우레탄 제품을 일정한 규격으로 분쇄한 후 세척하여 건조시키는 분쇄 공정,

상기 분쇄 건조된 폐 폴리 우레탄에 용해제와 안료등을 혼합한 후 압출기에 넣고 용융시키는 용융 공정,

상기 용융된 용해물에 열가소성 수지로의 전환을 위해 공중합체와 포화지방산, 난연재, 내연첨가제등을 혼합하는 혼합 공정,

상기 혼합물에 초기 용융전의 분쇄물을 일정량 더 첨가하여 재가열한 후 이를 압출 절단하여 칩으로 생산하는 칩 성형 공정을 수행하여 폴리 우레탄과 같은 열경화성 제품을 재활용이 가능하도록 하여,

원자재 절감, 처리 비용 감소에 따른 경제적 이익 창출은 물론 소각시 발생하는 각종 유해 가스 생성을 억제하여 환경 오염을 방지하는 장점을 안고 있었다.

하지만, 상기와 같은 폐 폴리 우레탄 재생 방법은 여러 가지 장점을 가짐에도 불구하고,

다음과 같은 몇 가지 문제점을 안고 있었다.

그 첫째가 압출기를 통한 용융시 각 폐 폴리 우레탄의 용융점이 상이하여 이를 분류하기 위한 별도의 분류 공정이 추가되어 작업 공정을 증가시켜 생산성은 물론 생산 단가 상승을 초래하였으며,

둘째, 수거된 폐 폴리 우레탄은 분쇄 공정에서 미세한 크기로의 분쇄가 이루어져야만 압출기에서 용융이 가능한데,

이러한 분쇄 공정에 투입되는 기계 설비 및 인력이 전체 재생 공정의 대부분을 차지하여 작업 시간 증가와 생산 비용 증가를 직접적으로 초래하는 원인으로 작용하였다.

세째, 고온의 조건하에서 용융 가공되어 경화되므로 재생된 제품의 연성을 저하시켜 고품질의 재생물을 생산하기 어려운 원인으로 작용하여 경제적 이익 창출이 반감되는 문제점을 안고 있었다.

이에 본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로 폐 폴리 우레탄의 용융을 압출기가 아닌 회전식 교반기를 사용함으로서,

용융점이 상이한 이종의 폐 폴리 우레탄을 동시에 용융 가능하도록 하고, 저온에서 가공 경화시켜 재생된 제품의 연성 부여하도록 하여 폴리 우레탄 재생 공정을 감소시켜 생산 단가 절감 및 고품질의 재생 제품의 생산을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법은;

모든 종류의 폐 폴리 우레탄을 수거한 후 이를 세척 건조하는 수거 공정과,

상기 수거된 각종 폐 폴리 우레탄을 히팅 장치가 부가된 교반기내에 안료, 용융제, 가소제등을 혼합한 후 일정 온도에서 교반과 함께 혼합물을 용융시키는 용융 공정,

용융된 혼합물을 성형 로울러를 통해 롤 시트 형태로 성형하는 성형 공정을 거쳐 재생된다.

상기와 같은 일련 공정을 통해 재생되는 폐 폴리 우레탄은 압출기를 통한 혼합물의 용융 방식에서 탈피하여,

히팅 장치가 내장된 교반기에서 저온 조건에서 용융되어 이종(異種)의 폐 폴리 우레탄을 동시에 용융 가능하여 재생 범위가 확대됨은 물론,

연성이 뛰어난 고품질의 재생 폴리 우레탄 수지의 생성이 가능한 장점을 가진다.

상기와 같은 본 발명인 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

-실시예-

제 1 공정; 수거 및 세척 공정

수명을 다한 폐 폴리 우레탄을 수거하여 세척한 후 수분 함량 2%미만이 되도록 건조하는 공정이다.

제 2 공정; 혼합 및 용융 공정

제 1 공정을 통해 세척된 폐 폴리 우레탄과 안료, 용융제, 가소제등을 혼합하여 히팅 장치가 내장된 교반기를 통해 혼합 및 용융하는 공정으로,

이를 위해 폐 폴리 우레탄을 96.5%,

안료 0.3%,

용해제인 DMF(Dimethylformamide; 디메틸포름아미드) 1.2%,

가소제인 DPGDB(Dipropyleneglycoldibonzoate; 디프로필렌글리콜디벤조에이트) 1% 및, BBP(Butylbenzylphthalate; 부틸벤질프탈레이트) 1%를 혼합하여,

히팅 장치를 통해 내부 온도가 약 80-150℃를 유지하는 교반기에 투입한 후 약 20분간을 가열하여 혼합물이 겔(GEL)상태가 되도록한다.

이 때 교반기는 상술한 온도 범위를 항상 유지하는데, 교반시 마찰에 의해 온도 범위를 벗어나 상승할 경우 수냉 작용을 통해 온도를 조절한다.

제 3 공정; 성형 및 분쇄 공정

상기 제 2 공정인 용융 공정을 통해 겔 상태로 변화된 혼합물을 성형 로울러를 이용하여 롤-시트 타입으로 성형하고,

필요에 따라 롤-시트 타입의 재생물을 일정 규격으로 절단하여 칩 상태로 가공하여 사용한다.

이상과 같은 공정을 통해 생성된 재생물은 열가소성의 성질을 가지는 것으로 통상적인 열가소성 수지를 이용한 다양한 적용 분야에 재활용 사용되며,

재활용 사용 후 수명이 끝난다 하더라도 기존의 소각을 통한 폐기 처분이 아닌 열가소성을 이용하여 다시 재활용 공정을 거쳐 지속적인 재생 순환으로 원자재 절감의 장점등을 창출한다.

또한 본 발명인 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법은,

종래 재생 공정에서 상당한 비중을 차지하는 폐 폴리 우레탄의 분쇄 공정을 삭제하여 현격한 작업 공정을 절감시켜 생산성 향상 및 생산 단가 절감은 물론,

저온에서의 용융과 경화가 이루어져 재생물에 연성이 뛰어난 고품질의 재생물을 생산할 수 있다.

더불어 본 발명은 종래 압출기를 통해 용융하지 못한 이종의 폐 폴리 우레탄 제품을 교반기를 통하여 동시에 용융 처리함으로서 재활용 범위를 확대할 수 있는 장점을 동시에 가진다.

이상과 같은 본 발명인 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법은 저온 상태를 유지하는 교반기를 통해 폐 폴리 우레탄 제품을 용융시킴으로서,

재생물에 연성 부여에 의한 고품질 재생물 생산이 가능하며, 재생 공정 절감에 의한 생산성 향상으로 경제적 이익 창출의 극대화를 이룰 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 수명을 다한 폐 폴리 우레탄을 수거하여 세척한 후 건조하여 안료, 용융제, 가소제등을 혼합 용융한 후, 성형 공정을 거쳐 재생물을 생산하는 폐 열경화성 수지의 재생 방법에 있어서;

   폐 폴리 우레탄을 96.5%, 안료 0.3%, 용해제인 DMF(Dimethylformamide; 디메틸포름아미드) 1.2%, 가소제인 DPGDB(Dipropyleneglycoldibonzoate; 디프로필렌글리콜디벤조에이트) 1% 및, BBP(Butylbenzylphthalate; 부틸벤질프탈레이트) 1%를 혼합하여,

   히팅 장치가 내장된 교반기에 투입한 후 약 80-150℃의 조건하에서 약 20분간을 가열 용융시켜 겔(GEL)상태가 되도록하고,

   상기 겔 상태의 용융물을 성형 로울러에 의해 롤-시트 타입으로 성형하고, 성형된 롤-시트 타입의 재생물을 일정 규격으로 절단하여 칩 상태로 생산하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리 우레탄 수지의 재생 방법.