KR100474053B1 - 폐우레탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체의 재생우레탄 탄성칩의 시공방법 - Google Patents

폐우레탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체의 재생우레탄 탄성칩의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐우레탄을 이용하여 열경화성 다공성, 다면체의 탄성칩의 제조 및 시공방법에 관한 것으로서, 고분자 폐기물중 폐우레탄 신발 및 폐우레탄 수지 화합물 등 열경화성 우레탄 등은 열가소성수지와는 달리 재생이 불가 하다는 통념을 깨고 분리-세척-분쇄-배합-용융, 압출-압착-절단-분쇄-정선-포장의 가공단계를 거처 재활용 할 수 있도록 하는 폐우레탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체의 탄성칩 제조 및 시공방법에 관한 것이다.
고분자 폐기물의 급격한 증가와 고가의 처리비용, 환경오염의 관점에서 고분자 폐기물의 재자원화가 매우 시급한 실정이다.
본 발명은 일련의 제조 공정을 거쳐 만들어진 탄성칩을 습기 경화형 폴리우레탄 수지 접착제와 혼합, 도포하여 건축자재 및 바닥재 등으로 사용할 수 있도록 할 뿐만 아니라 폐우레탄 및 합성수지등의 재활용 도를 극대화 시키고 제조방법의 간소화 및 첨가제의 최소화로 경비절감 및 재생제품의 생산성을 양산화 시켜, 자원절약 및 폐우레탄 및 합성수지의 쓰레기량을 최소화시켜 환경오염을 감소시키기 위한 것이다.

Description

폐우레탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체의 재생우레탄 탄성칩의 시공방법{ Executing Method of Heat vulcanite, porous, polyhedric elastic chip using by waste Urethane}
본 발명은 폐우레탄을 이용하여 열경화성 다공성, 다면체의 탄성칩의 제조 및 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산업폐기물인 폐우레탄 및 폐합성수지를 재활용하여 일련의 공정을 통해서 열경화성 다공성 다면체의 탄성칩의 제조 및 시공방법을 개발하여, 자전거 도로, 산책 및 조깅로, 각종체육시설용 바닥재 및 다양한 용도의 건축자재로 사용 할 수 있도록 함으로서, 자원을 절약하고, 재활용하여 환경오염을 억제시킬 수 있도록 하는 폐우레탄을 이용하여 열경화성 다공성, 다면체의 탄성칩의 제조 및 시공방법에 관한 것이다.
국내에 폴리우레탄 소재가 소개된 1957년 이래 폴리우레탄 산업은 비약적 성장을 거듭하여 현재는 양적 질적인 면에서 선진국 수준에 도달하였다. 즉 폴리우레탄은 자동차 내장재, 건축물의 단열재, 가전제품, 신발, 인조가죽 및 인조 섬유 등 뛰어난 물성과 가공성으로 모든 산업전반에 광범위하게 적용되고 있으며 1998년 기준 약 200,000M/T이상 생산된 것으로 보고 되고 있다.
일반적으로 폴리우레탄 또는 고무는 탄력성, 내마모성, 내산화성, 내유성, 내노화성, 단열성 및 기계적 강도의 우수성으로 인하여 산업발전에 걸쳐 널리 사용되고 있고, 따라서 많은 량의 폐우레탄 또는 폐고무가 발생하고 해마다 그 량이 증가하고 있는 추세이다.
폴리우레탄은 분자구조가 가교결합을 통한 3차원 그물구조를 형성하는 열경화성 수지이기 때문에 열 또는 에너지를 가하여도 용융되지 않아 재활용할 수 없는 문제점을 갖고 있다. 이에 폐폴리우레탄을 수거하여 처리 할 수 있는 방법으로는 소각하여 단순히 열원을 이용하는 소각법, 매립법, 열해중합으로 폴레우레탄 원료로 환원하는 Chemical Recycle 및 폐폴리우레탄을 분쇄하고 이를 접착제를 이용하여 다시 재결합(Rebonded)하는 Material Recycle의 재활용법이 있는데, 매립법은 토질오염이라는 2차적인 환경오염을 가져오고, 소각법은 각종 유해성물질의 발생으로 대기오염이라는 제한이 뒤따르므로 재활용법이 중요시되어 연구가 집중되고 있다.
그러나 현재 폐폴리우레탄 및 폐합성수지 등의 재활용도가 매우 낮으며 일부에서는 일련의 공정을 통해 열가소성수지로 만들어 다른 물질과 적당히 혼합하여 새로운 제품을 성형하는 원료로 사용하고 있으나 현실적으로 실효성이 없고 대다수는 단순폐기(소각이나 매립)하고 있어 원자제의 수입에 의한 국가적 외화낭비는 물론 자원의 낭비, 환경오염을 초래하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 폐우레탄 및 폐합성수지를 재활용하여 분리-세척-분쇄-배합-용융, 압출-압착-절단-분쇄-정선-포장의 가공단계의 일련의 독창적인 공정을 통해서 열경화성 다공성 다면체의 탄성칩의 제조 및 시공방법을 개발하여, 다양한 용도의 건축자재 및 바닥재로 사용 할 수 있도록 함으로써, 폐우레탄 및 폐합성수지의 재활용도를 증대시켜 자원을 절약하고 폐우레탄 또는 폐합성수지로 인한 쓰레기 량을 최소화 시켜 환경오염을 줄일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐우레탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체의 탄성칩의 제조 및 시공방법은 폐우레탄 신발 및 폐우레탄 수지 화합물 등 열경화성 폴리우레탄을 이용하며(step1), 산업폐기물인 폐우레탄 및 폐합성수지를 색상별로 분리하는 선별단계(step2); 상기 선별된 페우레탄 및 폐합성수지 등에 삽입되어 있는 중금속류의 이물질을 제거하는 세척단계(step2); 세척된 폐우레탄 및 폐합성수지를 6~12mm로 분쇄하는 분쇄단계(step3); 분쇄된 입자상태를 착색제, 이형제, 난연제 등을 배합하는 배합단계(step4); 각종 첨가물이 첨가된 입자상태의 폐우레탄 및 폐합성수지 등을 압출기에 투입하고 압출기내에서 발포 용융시켜 압출하는 발포용융압출단계(step5); 발포 용융 압출된 폐우레탄 및 폐합성수지의 혼합물 등이 다공성 및 특성을 유지하도록 급속 냉각시킴과 동시에 압착하는 냉각압착단계(step6); 상기 냉각 압착된 폐우레탄 및 폐합성수지의 다공성 제품을 필요입자의 크기로 분쇄하는 재생단계(step7); 재생된 폐우레탄 및 폐합성수지의 혼합물을 크기별 선별 및 포장하는 정선 및 포장단계(step8); 상기 단계에서 얻어진 열경화성 다공성 다면체의 탄성칩을 습기 경화형 폴리우레탄 수지 접착제와 혼합, 도포하여 다양한 용도의 건축자재 및 바닥재로 활용하는 방법(step9)을 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
(실시예 1)
도 1은 폐우레탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체 탄성칩의 제조 및 시공방법의 공정흐름도이다.
먼저, 산업쓰레기 등에서 폐우레탄 신발, 폐우레탄 수지 화합물 및 폐합성수지 등을 일괄적으로 색상별 분리하여 수거한 후 일정 장소에 적재한다.(step1)
수집된 폐우레탄 및 폐합성수지에 혼입된 이물질을 수작업 및 초음파와 자석 등을 이용하여 금속종류의 성분만을 제거한다. (step2)
금속 종류의 성분이 제거된 폐우레탄 및 폐합성수지 등을 일괄적으로 분쇄기를 통하여 6~12mm 정도의 입자로 분쇄한다. (step3)
분쇄된 입자상태의 분쇄물을 여과없이 40℃~80℃의 중온의 배합기에 300kg~350kg을 투입하고, 각종 첨가물을 투입한다. 여기서, 첨가물은 색상별 착색안료인 FeO(산화철) 3~4kg과 포화지방산인 스테아린산() 1~2kg 및 원활한 혼합과 혼합물이 경도 및 비중을 유지시켜 주는 탄산칼슘() 또는 산화칼슘(CaO) 10~15kg, 표백효과를 내어주는 지당()을 2~3kg 투입한다. 상기와 같이 배합된 혼합물을 8~12분정도 배합하여 혼합물을 생성시킨다.(step4)
이러한 페우레탄 및 폐합성수지 등의 혼합물을 압출기에 투입 용융시킨다. 압출기에 투입된 폐우레탄 및 폐합성수지 등의 혼합물은 압출기내에서 자동발포 및 다공성 발포가 생기도록 유도하여 반액상, 반고형화 상태로 압출한다. 이때, 폐우레탄 수지 및 폐합성수지 혼합물에 별도의 발포제를 첨가하지 않고 압출기 내부에서 발생되는 가스에 의해 다공성이 결정되기 때문에 가스가 중간에 토출할 수 없는 압출기를 사용하며, 온도 또한 6~7단계의 부분적, 단계별 온도를 유지(90~200℃시킨다.(step5)
이렇게 압출된 폐우레탄 및 폐합성수지 등의 혼합물은 압출과 동시에 표면을 순간적으로 급냉각시켜, 발포 용융압출내의 다공성 및 기포를 유지할수 있도록 하고, 필요두께로 압착시킨다(씨트화). 여기서 직접 냉각방식의 온도범위는 0~5℃로 용융물 압착시 붙지 않아 매끄러운 면을 유지하고 경화성 우레탄의 물성에 적합한 상태이며, 폐우레탄 및 폐합성수지 등의 혼합물(씨트) 두께는 1.5~3.5mm 정도가 바람직하다.(step6)
압착시킨 폐우레탄 및 폐합성수지의 혼합물(씨트)은 요구되는 크기로 분쇄하며 크기별로 선별하여 이를 포장 공급한다. (step7)
상기 공정에서 얻어진 폐우레탄 및 폐합성수지의 혼합물(열경화성 다공성, 다면체의 탄성칩)은 각종 건축재 및 바닥재로서 습기 경화형 폴리우레탄 바인더(접착제)와 혼합하여 접착, 도포, 시공하여 재활용 제품으로서 환경오염을 억제하고 자원의 절약을 꾀하여 쾌적한 도시환경을 영유할 수 있도록 한다.(step8)
본 발명은 폐우레탄 및 폐합성수지 등을 재활용하여 열경화성 다공성, 다면체의 탄성칩을 제조하여 건축자재 및 바닥재 등에 사용하므로 품질의 향상은 물론 폐자원의 재활용도를 크게 개선하므로 환경오염을 억제하게 된다.(step9)
(실시예 2)
도 2는 열경화성 다공성 다면체 탄성칩과 습기 경화형 폴리우레탄 바인더를 혼합하여 접착, 도포, 시공하는 공정흐름도이다.
먼저, 접착면의 표면을 건조 시키고 이물질을 제거한 후, 접착면의 평탄성을 확보하는 하지면 청소작업을 한다.(step10)
하지면의 ㎡당 0.3~0.9㎏의 침투형 프라이머를 사용하여 하지보강 하는 프라이머 도포작업을 한다.(step20)
하지면의 ㎡당 0.3~0.9㎏의 하상접착제를 사용하여 피착제와의 접착을 강화하는 하상접착제 도포작업을 한다.(step30)
입자크기가 1.5~5mm의 칩 100kg에 칩 중량의 18~30%의 바인더를 3~5분간 혼합하는 재료혼합 단계를 거친다.(step40)
이렇게 혼합된 혼합물을 포설작업을 위해 운반한다. (step 50)
이렇게 혼합된 재료를 8~20mm두께로 평탄하게 펼치는 포설 작업을 행한다.(step 60)
중량 20~25kg, 40~120℃의 항온 롤러로 3~5회 정도 전압다짐 작업을 한다. 각진 부분 등은 흙손, 핸드 롤러등을 사용하여 별도로 다짐작업을 행한다.(step70)
온도 습도에 따라 12~48시간 동안 출입을 통제하면서 양생단계를 거친다.(step80)
이와 같이 구성된 본 발명의 폐우리탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체의 탄성칩의 제조 및 시공방법은 수집한 산업페기물 중 폐우레탄 및 폐합성수지 등에서 일괄적으로 금속성분 및 이물질을 분리, 세척하여 원자재의 손실을 최소화하고 공기오염을 유발할 수 있는 안료 및 약품을 최소화시키고, 폐우레탄 및 폐합성수지 등의 혼합물을 기계적ㆍ물리적인 반강제 투입방식으로 압출기 자체 내에서 별다른 발포제를 첨가하지 않고도 자연적 발포 용융압출을 유도함으로서 폐우레탄 및 폐합성수지 등의 재활용도를 최대로 향상시킴과 아울러 생산공정의 대폭단축 및 약품의 초소화로 재생산 및 경비절감을 최대화하는데 있다.
또한, 폐우레탄 및 폐합성수지의 다공화 제품으로써 재생시 다공화 상태의 제품은 다공으로 인한 접착제의 접착력 향상은 물론 바닥재로 사용할 경우 배수는 물론 인체에 적합한 경도를 지속하여 유지할 수 있으며, 다공성 제품으로 인한 접척제의 침투가 발생되어 수명의 연장 및 원가의 절감을 유도할 수 있다.
나아가서는 폐우레탄 및 폐합성수지의 다공화 제품 및 생산공법으로 높은 생산성 및 경비절감으로 인하여, 많은 폐자원을 수용할 수 있어 폐자원의 높은 재활용도 물론 환경오염을 최소화시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐우레탄 및 폐합성수지 등 열경화성 폴리우레탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체의 탄성칩의 제조 및 시공방법 의 공정흐름도,
도 2는 열경화성 다공성, 다면체 탄성칩과 습기 경화형 폴리우레탄 바인더를 혼합하여 접착, 도포, 시공하는 공정흐름도 이다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 열경화성 다공성, 다면체의 재생우레탄 탄성칩과 습기 경화형 폴리우레탄 바인더를 혼합하여 접착, 도포, 시공하는 공정에 있어서,
    접착면의 표면을 건조 시키고 이물질을 제거한 후, 접착면의 평탄성을 확보하는 하지면 청소작업;(step10)
    하지면의 ㎡당 0.3~0.9㎏의 침투형 프라이머를 사용하여 하지보강 하는 프라이머 도포작업;(step20)
    하지면의 ㎡당 0.3~0.9㎏의 하상접착제를 사용하여 피착제와의 접착을 강화하는 하상접착제 도포작업;(step30)
    입자크기가 1.5~5mm의 열경화성 다공성, 다면체의 재생우레탄 탄성칩 100kg에 상기 칩 중량의 18~30%의 바인더를 3~5분간 혼합하는 재료혼합 단계;(step40)
    혼합된 혼합물을 포설작업을 위해 운반하는 혼합물 운반단계;(step 50)
    혼합된 재료를 8~20mm두께로 평탄하게 펼치는 포설 작업;(step 60)
    중량 20~25kg, 40~120℃의 항온 롤러로 3~5회 정도 전압다짐 작업 및각진 부분 등을 흙손, 핸드 롤러 등을 사용하여 별도로 다짐작업을 하는 항온롤러다짐 단계;(step70)
    온도 습도에 따라 12~48시간 동안 출입을 통제하면서 양생하는 단계;(step80)로 구성된 것을 특징으로 하는 폐우레탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체의 재생우레탄 탄성칩의 시공방법.
KR1020040023054A 2004-04-02 2004-04-02 폐우레탄을 이용한 열경화성 다공성, 다면체의 재생우레탄 탄성칩의 시공방법 KR100474053B1 (ko)

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