KR100484246B1 - Electroconductive composition containing waste electric wires - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐전선 피복물을 사용한 전기전도성 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염화비닐 수지(PVC), 에틸렌계 수지(PE) 등이 포함된 폐전선 피복물을 재활용하며, 폐전선 피복물 중에 소량으로 포함되는 구리 등의 전도성 금속을 그대로 이용하므로써 전도성 소재로 함유되는 카본블랙의 함량을 감소시킬 수 있어 카본블랙과 수지와의 상용성 저하의 문제를 해소하여 분산성이 개선되고, 또 특정의 상용성 공중합체가 일정 함량비로 첨가될 경우 가공성, 열안정성 및 기계적 물성을 더욱 향상시키는 전기전도성 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to an electrically conductive composition using a waste wire coating, and more particularly, to recycle waste wire coating containing vinyl chloride resin (PVC), ethylene-based resin (PE), etc., and to include in a small amount in the waste wire coating. By using a conductive metal such as copper, which is used as it is, the content of carbon black contained in the conductive material can be reduced, thereby eliminating the problem of lowering compatibility between the carbon black and the resin, thereby improving dispersibility and providing a specific compatibility with air. When the copolymer is added in a certain content ratio, the present invention relates to an electrically conductive composition that further improves processability, thermal stability and mechanical properties.
본 발명의 폐전선 피복물을 이용한 전기전도성 조성물은 프레스 성형 또는 압출, 사출 성형하여 대전방지 및 전자파 차폐 등의 목적으로 산업 관련 건축재 및 일상 생활용품까지 다양한 용도로 사용할 수 있다.The electrically conductive composition using the waste wire coating of the present invention can be used for various purposes, such as industrial building materials and daily necessities for the purpose of antistatic and electromagnetic wave shielding by press molding or extrusion and injection molding.
Description
본 발명은 폐전선 피복물을 사용한 전기전도성 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염화비닐 수지(PVC), 에틸렌계 수지(PE) 등이 포함된 폐전선 피복물을 재활용하며, 폐전선 피복물 중에 소량으로 포함되는 구리 등의 전도성 금속을 그대로 이용하므로써 전도성 첨가제인 전도성 카본블랙의 함량을 감소시킬 수 있어 카본블랙과 수지와의 상용성 저하의 문제를 해소하게 되고, 또 특정의 상용성 공중합체가 일정 함량비로 첨가될 경우 가공성, 열안정성 및 기계적 물성을 더욱 향상시키는 전기전도성 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to an electrically conductive composition using a waste wire coating, and more particularly, to recycle waste wire coating containing vinyl chloride resin (PVC), ethylene-based resin (PE), etc., and to include in a small amount in the waste wire coating. By using a conductive metal such as copper, which is used as it is, the content of conductive carbon black, which is a conductive additive, can be reduced, thereby eliminating the problem of deterioration in compatibility between the carbon black and the resin. When added, the present invention relates to an electrically conductive composition that further improves processability, thermal stability and mechanical properties.
우리는 일상생활에서 텔레비젼, 컴퓨터, 전자레인지, 전기요, 전기장판, 오디오 등의 각종 전기/전자기구나 전열기구 등을 수 없이 사용하고 있다. 이러한 전기/전자기구나 전열기구의 사용 빈도가 높아지면서 이로부터 발생되는 많은 유해전자파에 인체는 무방비 상태로 노출되어 있다. 이에 따라 이미 여러 국가에서는 전기/전자기구로부터 발생되는 유해 전자파를 엄격히 규제하고 있으며, 이러한 규제는 점차적으로 강화 및 확산되는 추세에 있다. 따라서, 인체에 유해한 전자파를 차단하거나 흡수할 수 있는 소재 및 조성물의 개발이 강력히 요구되고 있다.We use a lot of electric and electronic devices such as televisions, computers, microwave ovens, electric appliances, electric blankets, and audio and electric appliances in our daily lives. As the frequency of use of such electric / electronic apparatuses or heating apparatuses increases, the human body is exposed to defenselessness to many harmful electromagnetic waves generated therefrom. As a result, many countries have strict regulations on harmful electromagnetic waves generated from electric / electronic devices, and these regulations are gradually strengthening and spreading. Therefore, there is a strong demand for the development of materials and compositions capable of blocking or absorbing electromagnetic waves harmful to the human body.
최근 전자 및 정보 통신의 급진적인 발전으로 산업과 생활이 컴퓨터를 이용한 고집적화, 고기능화 되어 가고 있으나 이러한 편리성을 이용하려면 사용 환경 즉, 정전기 방지대책을 충분히 고려하여야 한다. 특히, 정전기에 의한 피해는 매우 심각하여 반도체 생산라인에서의 고집적회로의 손상, 컴퓨터의 오동작으로 인한 귀중한 데이터의 손실 뿐만 아니라 이외에도 화학류 등의 인화 물질에서의 점화, 폭발, 병원에서의 원내 감염 및 수술후의 감염 등이 정전기로 인한 피해로 나타날 수 있음이 밝혀지고 있다.Recently, due to the rapid development of electronic and information communication, industry and life are becoming highly integrated and highly functional using computers, but in order to use such convenience, it is necessary to fully consider the use environment, that is, antistatic measures. In particular, the damage caused by static electricity is so severe that damage to the integrated circuits in the semiconductor production line, loss of valuable data due to computer malfunctions, as well as ignition, explosion, in-hospital infection in hospitals, and post-operative surgery It has been found that the infection may cause damage due to static electricity.
이러한 피해를 방지하고 보다 효율적인 작업 환경을 유지하기 위해 많은 노력이 기울여지고 있으며, 소재분야에서는 전기 전도성 고분자 소재를 이용하여 정전기를 방전시키거나 제전시키는 방법 등이 모색되고 있다.In order to prevent such damage and maintain a more efficient working environment, a lot of efforts are being made, and in the field of materials, a method of discharging or discharging static electricity using an electrically conductive polymer material is being sought.
또한 소재면에서 볼 때 플라스틱은 건축, 전기, 전자, 항공, 우주재료 뿐만 아니라 일상 생활용품에 이르기까지 다양한 용도로 사용되고 있으며 그 사용량은 점점 더 늘어나고 있는 추세이다. 이러한 플라스틱을 사용 후 재활용하는 것은 경제적 측면과 더불어 환경 보호 측면에서 바람직하고, 폐플라스틱의 재활용에 대한 요구는 나날이 증가되고 있으며 특히 폐전선의 경우 전기, 전자산업의 발전에 의해 그 사용량이 증가하나 이의 재활용은 매우 미흡하다. In terms of materials, plastics are used for a variety of purposes, from construction, electricity, electronics, aviation, and space materials to daily necessities, and their use is increasing. It is desirable to recycle such plastics after use in terms of economics and environmental protection, and the demand for recycling plastics is increasing day by day. Recycling is very poor.
전선은 구리선을 절연성이 우수한 고분자 수지로 피복된 구조를 갖고 있는데 절연성을 향상시키기 위해 가교된 고분자도 종종 사용되며 전선 스크랩 또는 전선 교체시 발생하는 폐전선의 재활용에서는 구리선을 물리적으로 분리하여 재활용하고 남은 수지 피복물은 대부분 저급의 압출 제품으로만 사용되고 있는 실정이다. 특히, 폐전선을 재활용하기 위한 분리공정에서 구리선과 피복물의 완전한 분리가 용이하지 않고, 또 전선의 피복재가 주로 염화비닐수지로 이루어져 있어 재가공시 열안정성이 낮아 물성 감소 및 황변 현상을 유발함으로써 상품의 가치를 저하시키는 문제점이 있다.The wire has a structure in which copper wire is covered with a high-insulating polymer resin. Cross-linked polymer is also often used to improve insulation. In the recycling of waste wires generated during wire scrap or wire replacement, the wire is physically separated and recycled. Resin coatings are mostly used as low-grade extruded products. In particular, it is not easy to completely separate the copper wire and the coating in the separation process to recycle the waste wire, and since the coating material of the wire is mainly composed of vinyl chloride resin, the thermal stability during reprocessing is low, causing property degradation and yellowing. There is a problem that degrades the value.
현재까지 알려진 폐전선을 재활용하는 기술을 요약 정리하면 다음과 같다.The following is a summary of techniques for recycling waste wires known to date.
대한민국특허 제144,705호에는 폐전선 피복물이나 복합 폐비닐 등으로부터 각종 이물질을 제거한 폐합성 수지 70 ∼ 80%, 탄산마그네슘 10 ∼ 15%, 트리크레실포스페이트(TCP) 2 ∼ 4%, 디옥틸프탈레이트(DOP) 2 ∼ 4%, 프탈산디라우릴(DLP) 2 ∼ 4%, 트리페닐포스페이트(TPP) 2 ∼ 4%, 클로로파라핀 2 ∼ 4%, 스테아린산 아연 1 ∼ 2%를 각각 섞어 200 ∼ 250 ℃의 온도에서 가열하여 용융시켜 프레스 압착 또는 압출, 사출하여 보도블록, 벤치 등과 같은 제품을 제조할 수 있는 방법이 제시되어 있다. 그러나, 상기 특허에 제시된 방법은 가소성, 난연성을 향상시켜 주는 장점은 있으나 물성 향상이나 전기 전도성을 부여하지는 못하였다.Korean Patent No. 144,705 discloses 70-80% waste synthetic resin, 10-15% magnesium carbonate, 2-4% tricresyl phosphate (TCP), dioctylphthalate ( DOP) 2-4%, dilauryl phthalate (DLP) 2-4%, triphenylphosphate (TPP) 2-4%, chloroparaffin 2-4%, zinc stearate 1-2%, respectively, 200-250 ℃ A method is disclosed in which a product such as a sidewalk block, a bench, and the like can be manufactured by pressing, extruding, and extruding by heating and melting at a temperature. However, the method disclosed in the patent has the advantage of improving plasticity, flame retardancy, but did not impart physical properties or electrical conductivity.
그리고, 일본특허 특허공개 제2001-98124호 및 제2001-2850호에서는 폐전선으로부터 회수된 폴리염화비닐계 수지 및 폴리에틸렌계 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물 1 ∼ 99 중량부에 다상구조형 그라프트 공중합체 1 ∼ 99 중량부를 첨가하여 전선용 열가소성 수지 조성물 및 전선의 절연체 내지 피복물로서 이용하는 기술이 공개되어 있다. 상기 특허는 단지 폐전선 피복물을 회수하여 다른 고분자 수지를 첨가하여 재활용하는 기술로서, 전기 전도성이나 가공성 또는 열안정성 등의 향상에 대해서는 전혀 고려하지 않고 있으며, 폐전선 피복물에 포함되어 있는 소량의 금속 성분을 재 분리해야하기 때문에 또 다른 공정을 거쳐야 하는 비경제적인 재활용 방법이다. In Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-98124 and 2001-2850, a polyphase structured graft copolymer is included in 1 to 99 parts by weight of a resin composition containing polyvinyl chloride-based resin and polyethylene-based resin recovered from a waste wire as main components. The technique which adds 1-99 weight part and uses as an insulator or coating material of the thermoplastic resin composition for electric wires and an electric wire is disclosed. The patent merely recovers the waste wire coating and recycles it by adding another polymer resin. The patent does not consider any improvement in electrical conductivity, processability or thermal stability, and a small amount of metal contained in the waste wire coating. It is an uneconomical recycling method that has to go through another process because it has to be separated again.
한편, 폐전선의 재활용과는 무관하게 열가소성 수지 또는 열경화성 수지가 혼합된 기본수지에 전기 전도성을 부여할 목적으로 카본블랙과 전도성 폴리머를 0.5 ∼ 20 중량부 첨가하고 노화 방지제 및 가공 조제를 0.05 ∼ 0.1 중량부 첨가한 전기 전도성 복합수지 및 이를 이용한 시트의 제조방법이 알려져 있다[대한민국 특허공개 제2001-1715호]. 그러나, 상기 특허는 전기 전도성 재료로서 카본블랙을 다량 첨가하여 전기 전도성을 부여하였기 때문에 카본블랙이 차지하는 비중이 커져 시트의 표면상태가 고르지 못한 문제가 있고, 기본수지와 카본블랙의 혼화성 결여로 인한 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다. 즉, 현재까지 알려진 전기 전도성 수지조성물은 기본수지에 첨가되는 전도성 재료간의 혼화성 문제로 인하여 성형가공성, 열안정성, 기계적 특성 등이 열악하므로 이의 개선이 절실히 요구된다.On the other hand, 0.5-20 parts by weight of carbon black and a conductive polymer are added for the purpose of imparting electrical conductivity to a base resin mixed with a thermoplastic resin or a thermosetting resin regardless of recycling of waste wires, and an anti-aging agent and a processing aid are added in an amount of 0.05 to 0.1. BACKGROUND OF THE INVENTION There are known methods for producing an electrically conductive composite resin added by weight and a sheet using the same (Korea Patent Publication No. 2001-1715). However, since the patent imparts electrical conductivity by adding a large amount of carbon black as an electrically conductive material, the specific gravity of the carbon black becomes large, resulting in an uneven surface condition of the sheet, and due to the lack of miscibility between the basic resin and carbon black. There is a problem that the mechanical properties are lowered. That is, the electrically conductive resin composition known to date has poor molding processability, thermal stability, mechanical properties, etc. due to the miscibility problem between the conductive materials added to the base resin, so there is an urgent need for improvement thereof.
본 발명자들은 소각이나 매립에 의해 폐기 처리되고 있는 폐전선을 재활용하는 것에 대하여 연구하였는 바, 전선은 전도성 금속의 외표면을 절연성 고분자로 피복처리되어 있으므로 두 재료를 적절히 이용하면 대전방지 및 전자파 차폐 효과를 가지는 재료를 제조할 수 있음을 착안함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention have studied the recycling of waste wires that are being disposed of by incineration or landfill. Since the outer surface of the conductive metal is covered with an insulating polymer, the antistatic and electromagnetic shielding effects can be obtained by using the two materials properly. The present invention has been completed by paying attention to the possibility of producing a material having
따라서, 본 발명은 폐전선으로부터 얻어진 전선 피복물이 전도성이 우수한 구리 등의 금속이 포함되어 있어 최소량의 카본블랙을 첨가하고서도 임의의 전도성을 갖는 소재의 제조가 가능하였으며 전선피복물과 카본블랙의 상용성을 극대화하기 위한 특정의 공중합체를 일정 함량비로 첨가시켜 더욱 열안정성 및 기계적 물성이 더욱 향상된 전기전도성 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, in the present invention, since the wire coating obtained from the waste wire contains a metal such as copper having excellent conductivity, it is possible to manufacture a material having any conductivity even though a minimum amount of carbon black is added. It is an object of the present invention to provide an electrically conductive composition having further improved thermal stability and mechanical properties by adding a specific copolymer to a certain content ratio to maximize.
본 발명은 금속 잔류물이 포함된 폐전선 피복물 100 중량부, 전도성 카본블랙 1 ∼ 30 중량부, 및 에스터, 아세테이트 또는 아크릴기를 측쇄기로 하는 에틸렌 공중합체 1 ∼ 20 중량부가 함유되어 있는 전기전도성 조성물을 그 특징으로 한다.The present invention relates to an electrically conductive composition containing 100 parts by weight of a waste wire coating containing metal residues, 1 to 30 parts by weight of conductive carbon black, and 1 to 20 parts by weight of an ethylene copolymer having ester, acetate or acryl groups as side chains. It is characterized by.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.
본 발명은 폐전선 피복물을 기본수지로 함유하며, 전도성 재료로서는 폐전선 피복물 중에 잔류하는 전도성 금속을 이용함과 동시에 전도성 카본블랙을 일정 함량비로 함유하며, 기본수지와 전도성 재료간의 혼화성 문제를 해소하기 위해서는 특정 구조의 공중합체가 일정 함량비로 함유된 조성을 이루고 있으며, 그밖에도 통상의 윤활제, 열안정제, 산화방지제, 가공조제 등을 첨가하여 균질 혼합한 것으로, 정전기 방지 및 전자파 차폐 효과를 나타냄은 물론 성형성, 열안정성 및 기계적 물성까지도 우수한 전기전도성 조성물에 관한 것이다.The present invention contains the waste wire coating as the base resin, and as the conductive material, the conductive metal remaining in the waste wire coating and the conductive carbon black are contained in a certain content ratio to solve the problem of miscibility between the base resin and the conductive material. In order to achieve a composition in which a specific structure of the copolymer is contained in a certain content ratio, in addition, it is a homogeneous mixture by adding ordinary lubricants, heat stabilizers, antioxidants, processing aids, etc., exhibits antistatic and electromagnetic shielding effects, as well as molding The present invention relates to an electrically conductive composition that is excellent in properties, thermal stability, and even mechanical properties.
본 발명은 산업폐기물로서의 폐전선을 산업상 유용한 전기전도성 자재로 재활용한다는 점에 그 우수성이 있다.The present invention is superior in that waste wires as industrial wastes are recycled into industrially useful electrically conductive materials.
본 발명에 사용되는 각 조성성분에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to each composition component used in the present invention in more detail as follows.
본 발명에서 사용한 폐전선 피복물의 경우 전선 가공중의 스크랩 또는 기존에 배선되어 있는 전선의 노화 교체작업에서 발생하는 폐전선으로부터 전도성 금속 부분을 분리시킨 피복물이다. 폐전선 피복물은 열가소성 수지인 염화비닐 수지가 주로 포함되어 있고, 그 밖에도 에틸렌계 수지 또는 가교된 에틸렌계 수지가 함유될 수도 있다. 폐전선 피복물은 0.2 ∼ 2 ㎝ 크기로 잘게 분쇄하여 사용하도록 한다.The waste wire coating used in the present invention is a coating in which a conductive metal part is separated from a waste wire generated from scrap during wire processing or aging replacement of an existing wire. The waste wire coating mainly contains a vinyl chloride resin which is a thermoplastic resin, and may also contain an ethylene resin or a crosslinked ethylene resin. The waste wire coating should be finely crushed into 0.2 to 2 cm in size.
본 발명에서는 전도성 재료로서 최소량의 카본블랙과 함께 폐전선 피복물중에 포함된 전도성 금속을 사용한다.In the present invention, as the conductive material, a conductive metal contained in the waste wire coating with a minimum amount of carbon black is used.
전도성 금속은 상기한 폐전선 피복물과의 분리과정에서도 포함될 수 있으며, 또는 폐전선으로부터 분리하여 잘게 분쇄한 금속분말로 사용할 수도 있다. 전선에 사용되는 전도성 금속은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 등이 주를 이루고 있으며, 이들 금속은 모두 사용될 수 있고, 그 밖에도 그래파이트, 은(Ag) 등을 추가로 함유시켜 사용할 수도 있다. 이러한 전도성 금속은 폐전선 피복 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1 ∼ 10 중량부 포함되어 있으며, 그 함량이 0.1 중량부 미만이면 전도성 조성물로서의 역할이 미약하므로 카본블랙의 사용량을 증가시켜야 하고, 10 중량부를 초과하여 과량 함유시키면 전도성은 향상되지만 기계적 물성 등이 현저히 저하되는 결과를 보인다.The conductive metal may be included in the separation process from the waste wire coating described above, or may be used as a finely pulverized metal powder separated from the waste wire. Copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), etc. are mainly used for the conductive metals used in the electric wire, and all of these metals can be used. In addition, graphite, silver (Ag), etc. Can also be used. The conductive metal is contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste wire coating mixture, and if the content is less than 0.1 part by weight, the amount of carbon black must be increased since the role as the conductive composition is weak. When the excess content is increased, the conductivity is improved, but the mechanical properties and the like are significantly reduced.
본 발명이 전도성 금속이 포함된 폐전선 피복물에 카본블랙을 사용하며, 카본블랙은 상기한 전도성 금속과 마찬가지로 대전방지 및 제전특성을 나타내게 된다. 본 발명에서는 카본블랙의 사용을 최대한 줄이면서도 그 효과를 극대화하는데도 목적이 있는 바, 카본블랙은 폐전선 피복물 100 중량부에 대하여 1 ∼ 30 중량부 범위로 함유시키는 것이 조성물의 성형성, 열안정성 및 기계적 물성을 향상시키는데 바람직한 효과를 나타내게 된다.In the present invention, carbon black is used for the waste wire coating including the conductive metal, and the carbon black exhibits antistatic and antistatic properties similarly to the conductive metal. In the present invention, the purpose of reducing the use of carbon black as much as possible while maximizing the effect is that the carbon black is contained in the range of 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the waste wire coating, the moldability, thermal stability and It will have a desirable effect in improving the mechanical properties.
또한, 본 발명의 조성물에는 폐전선 피복물과 전도성 재료간의 상용성을 더욱 향상시킬 목적으로 특정의 공중합체를 함유시킨다. 특정의 공중합체는 주쇄부분이 에틸렌 결합을 이루고 있고, 측쇄부분이 에스터 결합, 아세테이트 결합 또는 아크릴 결합을 이루고 있는 공중합체로서, 랜덤 공중합체, 교대 공중합체, 블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체일 수도 있다. 이러한 상용성 공중합체는 폐전선 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 1 ∼ 20 중량부 범위 내에서 사용되며, 그 사용량이 20 중량부를 초과하여 과량 함유되면 오히려 강도 및 성형성이 저하되는 문제가 있다. 상기 공중합체를 보다 구체적으로 예시하면, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌아크릴산 공중합체, 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌에틸아크릴레이트-그라프트-메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌메틸아크릴레이트-그라프트-메타크릴레이트 공중합체, 아이오노머, 에틸렌비닐아세테이트-그라프트-말레인산 공중합체, 에틸렌-그라프트-말레인산 공중합체 등이다. 상기 공중합체에 있어, 보다 바람직하기로는 에틸렌 주쇄에 도입되는 에스터기, 아세테이트기 또는 아크릴기의 측쇄기의 치환율이 1 ∼ 70 중량% 범위를 유지하는 것이 분산성 및 혼화성 면에서 보다 바람직하다.In addition, the composition of the present invention contains a specific copolymer for the purpose of further improving the compatibility between the waste wire coating and the conductive material. The specific copolymer is a copolymer in which the main chain portion forms an ethylene bond, and the side chain portion forms an ester bond, an acetate bond or an acrylic bond, and may be a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer or a graft copolymer. have. Such a compatible copolymer is used within the range of 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the waste wire resin mixture, and if the amount is contained in excess of 20 parts by weight, there is a problem in that the strength and moldability are deteriorated. Specific examples of the copolymer include ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene methyl acrylate copolymer, ethylene acrylic acid copolymer, ethylene ethyl acrylate copolymer, ethylene ethyl acrylate-graft-methacrylate copolymer, and ethylene. Methylacrylate-graft-methacrylate copolymers, ionomers, ethylenevinylacetate-graft-maleic acid copolymers, ethylene-graft-maleic acid copolymers, and the like. In the copolymer, more preferably, the substitution ratio of the side chain groups of the ester group, the acetate group or the acrylic group introduced into the ethylene main chain is maintained in the range of 1 to 70% by weight, more preferably in view of dispersibility and miscibility.
한편, 본 발명에 따른 전기전도성 조성물은 상기 조성성분 이외에도 통상의 첨가제가 함유될 수 있으며, 구체적으로는 다음과 같다.On the other hand, the electrically conductive composition according to the present invention may contain a conventional additive in addition to the composition component, specifically as follows.
윤활제로는 스테아린산 아연, 스테아린산 바륨, 스테아린산 칼슘 등의 금속 염; 파라핀 오일, 폴리에틸렌 왁스, 염소화 탄화수소류 등의 탄화수소류; 스테아린산, 스테아린산 아미드, 에틸렌 비스 스테아린 아미드, 에틸렌 비스 스테아린 아미드 등의 지방산 및 지방산 아미드 등이 사용될 수 있다. 상기 윤활제는 폐전선 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 ∼ 3 중량부 첨가될 수 있다.Examples of the lubricant include metal salts such as zinc stearate, barium stearate and calcium stearate; Hydrocarbons such as paraffin oil, polyethylene wax, and chlorinated hydrocarbons; Fatty acids such as stearic acid, stearic acid amide, ethylene bis stearin amide, ethylene bis stearin amide, fatty acid amides and the like can be used. The lubricant may be added in an amount of 0.01 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste wire resin mixture.
안정제로는 스테아린산 아연, 스테아린산 바륨, 스테아린산 칼슘, 및 스테아린산 마그네슘 등의 금속염 안정제; 바륨-카드뮴-아연 복합 안정제; 부틸 주석, 옥틸 주석 및 메틸 주석 등의 주석계 안정제 등이 사용될 수 있다. 상기 안정제는 폐전선 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 ∼ 5 중량부 첨가될 수 있다.As a stabilizer, Metal salt stabilizers, such as zinc stearate, barium stearate, calcium stearate, and magnesium stearate; Barium-cadmium-zinc composite stabilizers; Tin-based stabilizers such as butyl tin, octyl tin and methyl tin and the like can be used. The stabilizer may be added in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste wire resin mixture.
그 밖에도 가공특성을 향상시키기 위한 가공조제로서 광안정제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 안료, 발화 지연제 및 충진제 중에서 선택된 1 종 이상의 첨가제를 추가적으로 함유할 수도 있다.In addition, it may further contain one or more additives selected from light stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, pigments, fire retardants and fillers as processing aids for improving the processing characteristics.
또한, 이상에서 설명한 조성성분들은 균질하게 혼합하기 위해서는 리본 블렌더(Ribbon Blender), V형 블렌더 또는 헨셀믹서(Henschel Mixer) 등의 회전교반 수단을 구비한 혼합수단을 이용하여 상온에서 수 내지 수천 rpm으로 수분 동안 예비 혼합한다. 그런 다음, 통상의 압출기, 브라벤더 플라스티코더(Brabender Plasticorder), 반바리 믹서(Banbary Mixer) 또는 니더(Kneader), 롤밀(Roll Mill), 등의 혼련 압출 수단으로 110 ∼ 220 ℃에서 20 ∼ 500 rpm으로 용융 혼합한다.In addition, the components described above may be mixed at several to several thousand rpm at room temperature using a mixing means equipped with a rotary stirring means, such as a ribbon blender, a V-type blender, or a Henschel mixer. Premix for a few minutes. Then, using a conventional extruder, a Brabender Plasticorder, a Barnary Mixer or a kneading extrusion means such as Kneader, Roll Mill, etc., 20 to 500 at 110 to 220 ° C. Melt mix at rpm.
본 발명이 주성분으로 함유시키는 폐전선 피복물은 수지에 금속성분, 고무, 가교 올레핀 및 불순물이 포함되어 있어 이의 재활용이 어렵기 때문에 주로 소각이나 매립 또는 일부 재 분리에 의해 저급품에 재활용되고 있으나, 본 발명에서는 폐기물에 새로운 기능성을 부여하여 특화시킨 것이다. 특히, 전도성 재료로서 카본블랙과 함께 폐전선에서 배출되는 전도성 금속을 그대로 적용할 수 있어 더욱 환경 친화적이라할 수 있다.The waste wire coating contained in the present invention as a main component is mainly recycled to lower grades by incineration, landfill, or partial re-separation because the resin contains metal components, rubber, crosslinked olefins, and impurities. Esau specializes in giving waste new functionality. In particular, since the conductive metal discharged from the waste wire together with carbon black as the conductive material can be applied as it is, it may be more environmentally friendly.
한편, 본 발명이 폐전선을 이용한 전기전도성 조성물에 관한 발명으로서, 상기에서는 폐전선 피복물을 기본수지로 사용하는 것을 주로 설명하고 있지만 필요에 따라 순수한 열가소성 고분자 또는 열경화성 고분자로 일부 대체 또는 완전 대체 사용하여도 동일 또는 그 이상의 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 산업폐기물의 재활용 차원에서 볼 때 순수한 고분자를 사용하기보다는 폐전선 피복물을 사용하도록 하며, 바람직하기로는 폐전선 피복물 100 중량부에 대하여 1 ∼ 30 중량부 범위 내에서 열가소성 고분자 또는 열경화성 고분자를 함유시키는 것이다.On the other hand, the present invention relates to an electroconductive composition using waste wires, but the above description mainly describes the use of waste wire coating as a basic resin, but partially or completely replaced with pure thermoplastic polymer or thermosetting polymer, if necessary. The same or more effects can be obtained. However, from the viewpoint of recycling industrial wastes, it is preferable to use waste wire coating rather than pure polymer, and preferably contain thermoplastic polymer or thermosetting polymer within the range of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of waste wire coating. It is to let.
이와 같은 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.Such a present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited to the examples.
실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3
다음 표 1에 나타낸 바와 같이, 폐전선에서 금속선을 분리한 후 수거된 것으로 0.2 ∼ 2 cm 크기로 분쇄한 폐전선 피복물(RC) 100 중량부에 카본블랙을 일정량 첨가하고, 가공조제로 폴리메틸메타아크릴레이트 2 중량부, 윤활제로 스테아린산 0.5 중량부, 상용성 고분자로 에틸렌 비닐아세테이트 3 중량부, 안정제로 Ca-Ba-Zn계 유기복합체 1 중량부를 각각 첨가하여 예비 혼합하였다. 예비혼합물을 140 ∼ 200 ℃로 온도가 조절된 롤밀을 사용하여 혼련하고 쉬트를 제조하였다.As shown in Table 1 below, a predetermined amount of carbon black was added to 100 parts by weight of the waste wire coating (RC), which was collected after separating the metal wire from the waste wire and crushed to a size of 0.2 to 2 cm, and polymethyl meta as a processing aid. 2 parts by weight of acrylate, 0.5 part by weight of stearic acid as a lubricant, 3 parts by weight of ethylene vinyl acetate as a compatible polymer, and 1 part by weight of Ca-Ba-Zn-based organic composite as a stabilizer were added and premixed. The premix was kneaded using a roll mill whose temperature was adjusted to 140-200 ° C. to prepare a sheet.
또한, 제조한 혼합물의 전기적 특성 및 기계적 물성을 측정하기 위하여 170 ℃로 온도가 조절된 프레스에 140 ×140 ×2 mm의 몰드를 사용하여 3분간 예비 가열한 후, 5분간 압력을 주어 쉬트를 제작하여 시험편으로 가공하였다. 표면저항은 ASTM D257 시험규격을 따라 106 Ω/sq 이상일 경우 ANDO SE72 전극을 사용하여 측정하였으며 그 이하일 경우 전기테스터 FLUKE 73 으로 측정하였다. 인장강도 및 신율은 ASTM D638 시험규격을 수행하는 것을 기준으로 하여 Instron 8516을 사용하여 측정하였다.In addition, in order to measure the electrical properties and mechanical properties of the prepared mixture was preheated for 3 minutes using a mold of 140 × 140 × 2 mm in a press adjusted to a temperature of 170 ℃, a sheet was produced by applying a pressure for 5 minutes To a test piece. Surface resistance was measured by using an ANDO SE72 electrode at 10 6 Ω / sq or more according to ASTM D257 test standard, and measured by electric tester FLUKE 73 at lower than that. Tensile strength and elongation were measured using Instron 8516 based on performing ASTM D638 test specification.
상기 표 1의 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3 의 조성물의 구성에 있어, 카본블랙의 첨가량이 증가함에 따라 표면저항이 감소되는 경향이 뚜렷하게 관찰되었는 바, 카본블랙의 함량이 30 중량부 이상이 첨가되면(비교예 3) 기계적 특성이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 카본블랙이 3 중량부 이하이면(비교예 2) 표면저항이 1014 Ω/sq 이상이 되어 전도성이 매우 낮은 경향을 나타내었다.In the composition of the compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 of Table 1, it was clearly observed that the tendency of surface resistance decreases as the amount of carbon black was increased, and the content of carbon black was 30 parts by weight. When the above was added (Comparative Example 3), it was confirmed that the mechanical properties were significantly reduced. In addition, when the carbon black was 3 parts by weight or less (Comparative Example 2), the surface resistance was 10 14 Pa / sq or more, and the conductivity was very low.
실시예 5 ∼ 6 및 비교예 4 ∼ 5Examples 5-6 and Comparative Examples 4-5
상기 실시예 1의 조성에 있어, 폐전선 피복물 일부를 또는 전량을 신품의 염화비닐 수지로 대체하여 함유시켰다. 제조한 조성물은 상기 실시예 1의 방법으로 혼련하였고, 제조된 쉬트는 프레스 가공에 의해 시험편으로 제조하여 표면저항, 인장강도 및 신율을 측정하였다. 그 결과는 다음 표 2와 같다.In the composition of Example 1, part or all of the waste wire coating was replaced with a new vinyl chloride resin. The prepared composition was kneaded by the method of Example 1, and the prepared sheet was prepared as a test piece by pressing to measure the surface resistance, tensile strength and elongation. The results are shown in Table 2 below.
상기 표 2의 결과에 따르면, 신품 염화비닐 수지의 함량이 증가함에 따라 동일 조성에서 표면저항이 감소하며 90 중량부 이상에서는 1013Ω/sq 이상의 매우 높은 저항 즉, 낮은 전도도를 나타내고 있다.According to the results of Table 2, as the content of the new vinyl chloride resin increases, the surface resistance is decreased in the same composition, and at 90 parts by weight or more, it exhibits a very high resistance, that is, low conductivity of 10 13 Ω / sq or more.
실시예 7 ∼ 10Examples 7-10
상기 실시예 1의 조성에 있어, 다음 표 3에 나타낸 바와 같이 상용성 공중합체의 조성을 변화시켰다. 제조한 조성물은 상기 실시예 1 의 방법으로 혼련하였고, 제조된 쉬트는 프레스 가공에 의해 시험편으로 제조하여 표면저항, 인장강도 및 신율을 측정하였다. 그 결과는 다음 표 3과 같다.In the composition of Example 1, the composition of the compatible copolymer was changed as shown in Table 3 below. The prepared composition was kneaded by the method of Example 1, and the prepared sheet was prepared as a test piece by press working to measure surface resistance, tensile strength and elongation. The results are shown in Table 3 below.
표 3의 결과에 따르면, 상용성 공중합체가 함유되지 않은 조성물에 비교하여(실시예 7) 상용성 공중합체가 함유됨으로써 기계적 물성이 향상되는 경향을 나타냄을 확인할 수 있었다.According to the results of Table 3, it was confirmed that the mechanical properties were improved by the inclusion of the compatible copolymer compared to the composition containing no compatible copolymer (Example 7).
이상에서 설명한 바대로, 본 발명에 따른 폐전선 피복물 및 신재 혼합물을 이용한 전기 전도성 조성물은 카본블랙만을 전도성 재료로 함유한 조성물보다 낮은 표면저항을 나타내고, 여기에 상용성 공중합체가 함유되면 수지 본연의 기계적 물성까지도 보완하게 되므로 산업재, 건축재 및 일상 생활용품 등으로 폭넓게 적용이 가능하다.As described above, the electrically conductive composition using the waste wire coating and the new material mixture according to the present invention exhibits lower surface resistance than the composition containing only carbon black as the conductive material, and if the compatible copolymer is contained therein, The mechanical properties are also complemented, so it can be widely applied to industrial materials, building materials, and everyday life products.
따라서, 본 발명은 기존에 소각 또는 매립 처리되었던 폐전선 피복물을 재활용하므로 경제적인 면에서나 환경 보존적 측면에서 보다 바람직하다.Therefore, the present invention is more preferable in terms of economics and environmental preservation because it recycles the waste wire coating which has been incinerated or landfilled.
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| KR10-2001-0080311A KR100484246B1 (en) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | Electroconductive composition containing waste electric wires |
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| KR19990064112A (en) * | 1995-10-23 | 1999-07-26 | 하이페리온 커탤리시스 인터내셔널 인코포레이티드 | Conductive polymer composition |
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2001
- 2001-12-17 KR KR10-2001-0080311A patent/KR100484246B1/en active IP Right Grant
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| KR19990082387A (en) * | 1996-02-08 | 1999-11-25 | 야마모토 카즈모토 | Anisotropic Electroconductive Composition |
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