KR100521426B1 - 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법 - Google Patents
폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100521426B1 KR100521426B1 KR10-2003-0033493A KR20030033493A KR100521426B1 KR 100521426 B1 KR100521426 B1 KR 100521426B1 KR 20030033493 A KR20030033493 A KR 20030033493A KR 100521426 B1 KR100521426 B1 KR 100521426B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- waste
- plastic
- fiber
- fibers
- reinforced
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
본 발명은 폐폴리에틸렌, 폐폴리프로필렌, 폐폴리스티렌, 폐폴리염화비닐, 폐에틸렌비닐아세테이트 및 폐비닐 중 적어도 1종 이상으로 이루어진 폐플라스틱 파쇄물과 폴리에스터, 나일론 및 셀룰로오스 중 적어도 1종 이상으로 이루어진 0.01∼0.3[mm] 직경 및 0.01~30[mm] 길이의 단섬유상 폐섬유를 1:0.05∼0.3 중량비로 압출기에 넣고 폐플라스틱 파쇄물의 용융점보다는 높고 폐섬유의 용융점보다는 낮은 온도에서 폐플라스틱 파쇄물을 가열 용융시키면서 폐섬유와 혼련시켜 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 만들고, 압출기에서 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 0.3~10[mm] 직경의 섬유상으로 인발한 후 냉각 및 1~30[mm] 길이로 절단하여 단섬유상 강화 플라스틱 섬유를 완성하는 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 각종 폐플라스틱과 산업용 폐섬유로 만들어진 복합재료를 이용해 우수한 인장강도와 연신율을 가지면서 콘크리트와의 계면 접착력이 우수한 강화 플라스틱 섬유를 제조하기 때문에 우수한 강도와 내충격성을 가져 다양한 용도로 사용될 수 있는 플라스틱 강화 콘크리트의 제조를 가능하게 하고, 강화 플라스틱 섬유의 제조 단가를 낮추어 플라스틱 강화 콘크리트의 상용화를 가능하게 하고, 자원절약, 에너지절약 및 환경오염방지에도 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 플라스틱 섬유 강화 콘크리트(plastic fiber reinforcing concrete, 이하 플라스틱 강화 콘크리트라 함)용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 플라스틱 강화 콘크리트의 제조단가를 낮추기 위하여 폐섬유, 폐플라스틱 등과 같은 고분자 폐기물 소재를 활용해 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 섬유를 제조하는 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 시멘트를 주자재로 제조되는 콘크리트에는 콘크리트의 강도, 내충격성 등을 개선시키기 위하여 철근과 같은 강재나 강섬유(鋼纖維, steel fiber) 등의 강화재(reinforcing materials, 보강재료)가 사용되고 있으며, 강재나 강섬유 이외에 고분자 소재를 이용한 고분자 섬유가 강화재로 사용됨으로써 중량은 감소하면서 강도가 향상된 고분자 섬유 강화 콘크리트도 건축물에서 활용되고 있다.
현재 고분자 섬유 강화 콘크리트 중 탄소 섬유 강화 콘크리트와 유리 섬유 강화 콘크리트의 경우 해외에서 건축이나 교량, 부식 분위기 등에서 활용되고 있으나 경제성과 하중 등의 제한으로 사용 폭은 크지 않은 실정이나, 플라스틱 섬유 강화 콘크리트의 경우 강섬유 강화 콘크리트에 비해 가벼운 중량은 물론 높은 외부 에너지 흡수 효과도 있어 교량 구조물이나 바닥재 등에 활용 폭을 넓히고 있다.
현재 고분자 섬유 강화 콘크리트 중 탄소 섬유 강화 콘크리트와 유리 섬유 강화 콘크리트의 경우 해외에서 건축이나 교량, 부식 분위기 등에서 활용되고 있으나 경제성과 하중 등의 제한으로 사용 폭은 크지 않은 실정이고, 플라스틱 섬유 강화 콘크리트의 경우 강섬유 강화 콘크리트에 비해 가벼운 중량은 물론 높은 외부 에너지 흡수 효과도 있어 교량 구조물이나 바닥재 등에 넓게 활용되고 있다.
하지만, 플라스틱 강화 콘크리트의 경우 콘크리트와 플라스틱 섬유의 계면 접착력이 약하여 이를 해결하여야 하는 기술이 필요하다. 이를 위해 현재 폴리에틸렌 섬유를 강화 섬유로 활용하는 플라스틱 강화 콘크리트의 경우 강화 섬유와 콘크리트의 계면에서 물리적 결합을 강화하기 위해 섬유 표면을 오목한 형태로 만들어 콘크리트가 섬유 표면에 스며들게 함으로써 앵커 효과가 나타나 콘크리트와 강화 섬유간의 계면 결합력을 향상시키는 방법을 사용하고 있는데, 이 경우 콘크리트와 강화 섬유간의 계면 결합력은 향상되지만 오목한 표면의 형성으로 강화 섬유의 단면 면적이 작아지고 폴리에틸렌 섬유 자체의 인장 강도 역시 강섬유에 비해 작아서 파단시 폴리에틸렌 섬유가 쉽게 파단되기 때문에 강화 섬유의 표면 형상을 오목하게 만들지 않아도 콘크리트와의 계면 결합력이 우수해지고 인장 강도 역시 증강되는 강화 섬유용 복합재료의 개발이 필요하였다.
한편, 폐플라스틱은 현재 종말 처리되어 매립되거나 연료로 소각되어 재활용되거나 세정하여 신재와 혼합하여 사용되는 등 한정된 목적으로 재활용되고 있는데, 그 재활용률이 25% 정도로 매우 낮아 자원절약 차원에서 매립되고 있는 종말 폐플라스틱의 재활용 방법이 다방면으로 연구되고 있다.
아울러, 직조나 염색 공정에서 발생하는 산업용 폐기물인 폐섬유도 우수한 인장 강도와 섬유로서 균일한 성분을 갖고 있음에도 불구하고 색상이나 종류에 따라 분류가 이루어지지 않으면 재활용이 어려워 많은 양의 폐섬유가 오염되지 않은 양호한 상태임에도 소각 처리되고 있는 실정이다.
이에, 본 발명은 현재 재활용이 어려워 폐기처분되고 있는 폐섬유와 폐플라스틱으로 이루어진 복합재료(composite)를 이용해 플라스틱 강화 콘크리트를 만들 때 필요한 강화 플라스틱 섬유를 제조함으로써 폐자재의 활용으로 강화 플라스틱 섬유의 단가를 낮추어 플라스틱 강화 콘크리트의 상용화를 용이하게 하는 동시에 플라스틱 강화 콘크리트의 강도를 향상시켜 플라스틱 강화 콘크리트의 용도를 다양화 및 확장시킬 수 있는 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법은 폐폴리에틸렌(polyethylene wastes), 폐폴리프로필렌(polypropylene wastes), 폐폴리스티렌(polystyrene wastes), 폐폴리염화비닐(polyvinyl chloride wastes), 폐에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate wastes) 및 폐비닐(vinyl wastes) 중 적어도 1종 이상으로 이루어진 폐플라스틱 파쇄물과 폴리에스터(polyester), 나일론(nylon) 및 셀룰로오스(cellulose) 중 적어도 1종 이상으로 이루어진 0.01∼0.3[mm] 직경 및 0.01~30[mm] 길이의 단섬유상(short fiber, 斷纖維狀) 폐섬유를 1:0.05∼0.3 중량비로 압출기에 넣고 폐플라스틱 파쇄물의 용융점보다는 높고 폐섬유의 용융점보다는 낮은 온도에서 폐플라스틱 파쇄물을 가열 용융시키면서 폐섬유와 혼련시켜 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 만들고, 압출기에서 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 0.3~10[mm] 직경의 섬유상(纖維狀, 또는 막대상)으로 인발한 후 냉각 및 1~30[mm] 길이로 절단하여 단섬유상 강화 플라스틱 섬유를 완성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 폐플라스틱 파쇄물이 2종 이상의 폐플라스틱 혼합물인 경우 말레산 무수물(maleic anhydride, MAH) 1mol에 대하여 퍼옥사이드(peroxide) 18∼30[mol%]와 헥산디아민(hexanediamine, HDA) 50∼110[mol%]를 각각 혼합하여 만든 연속 가교 반응제를 압출기에 투입하여 폐섬유/폐플라스틱 복합재료에 혼합시키는 것이 바람직하다.
상기에서 폐플라스틱 파쇄물 및 폐섬유 이외에 0.01∼3[mm] 크기의 콘크리트용 골재 또는 석재 파쇄물을 폐플라스틱 파쇄물과 1:0.05∼0.3 중량비로 압출기에 넣고 폐플라스틱 파쇄물을 가열 용융시켜 강화 플라스틱 섬유를 제조할 수도 있다.
상기에서 압출기에서 인발되는 섬유상 인발물을 냉각시키기 전에 단섬유상 폐섬유가 유동되고 있는 유동로 내부를 통과시켜 섬유상 인발물의 표면에 단섬유상 폐섬유를 융착시켜 강화 플라스틱 섬유를 제조할 수도 있다.
이하, 본 발명에 의한 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 설명에 앞서 다음에서 언급되는 폐플라스틱이라 함은 산업용 폐플라스틱은 물론 모판용이나 비닐하우스용 등 농사에 사용되었던 폐비닐을 말하며, 이물질에 의한 오염이 발생되지 않은 깨끗한 상태의 폐플라스틱은 물론 흙을 비롯한 종이, 페인트 등의 불순물이 포함되어 재활용에 어려움이 많은 폐플라스틱도 포함된다.
본 발명은 모재인 폐플라스틱을 폐플라스틱의 용융점 이상의 온도에서 가열 용융시키되, 폐섬유의 용융점 보다 낮은 온도의 폐플라스틱 용융물에 폐섬유를 혼합하여 폐섬유가 폐플라스틱과 함께 용융되지 않고 폐플라스틱 내부에서 강화재로서 섬유상을 유지하도록 한다. 따라서, 본 발명에 따른 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 섬유의 모재는 저용융점(150℃ 이하)을 가지는 범용 플라스틱의 폐플라스틱으로 하고, 강화재는 고융점의 엔지니어링 플라스틱(engineering plastics)으로 만들어진 폐섬유로 한다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 강화 플라스틱 섬유의 제조방법은 150℃ 이하의 저용융점을 가지는 폐폴리에틸렌, 폐폴리프로필렌, 폐폴리스티렌, 폐폴리염화비닐, 폐에틸렌비닐아세테이트 및 폐비닐 중 적어도 1종 이상으로 이루어진 1∼10[mm] 크기의 폐플라스틱 파쇄물 또는 10~300[mm] 폭과 길이의 필름상 폐플라스틱과 폴리에스터, 나일론 및 셀룰로오스 중 적어도 1종 이상으로 이루어진 0.01∼0.3[mm] 직경 및 0.01~30[mm] 길이의 단섬유상 폐섬유를 1:0.05∼0.3 중량비로 압출기에 넣고 폐플라스틱 파쇄물의 용융점보다는 높고 폐섬유의 용융점보다는 낮은 온도에서 폐플라스틱 파쇄물을 가열 용융시키면서 폐섬유와 혼련시켜 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 만들고, 압출기에서 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 0.3~10[mm] 직경의 섬유상(선상, 실처럼 가늘고 긴 모양)으로 인발한 후 냉각 및 1~30[mm] 길이로 절단하여 0.3~10[mm] 직경과 1~30[mm] 길이의 단섬유상 강화 플라스틱 섬유를 완성한다.
상기에서 폐섬유를 폐플라스틱 파쇄물 100중량%에 대해 5중량% 미만으로 첨가하면 폐섬유의 첨가 효과가 낮아 강화 플라스틱 섬유가 충분한 강도를 갖지 못해 플라스틱 강화 콘크리트의 강도 향상의 효과가 크지 않고, 30중량%를 초과하여 첨가하면 모재인 플라스틱 용융물과 균일하게 혼합되지 않고 수지의 강화재인 섬유를 결합하는 모재로서의 효능이 떨어진다. 아울러, 폐섬유의 직경이 0.01mm 보다 작으면 외부 충격에 쉽게 파단될 수 있어 좋지 못하고, 0.3mm 보다 크면 제조된 강화 플라스틱 섬유의 직경이 과도하게 두꺼워지므로 좋지 못하고, 폐섬유의 길이가 0.01mm 보다 짧으면 직경에 비해 길이가 1배 이상 되지 못해 강화재로서 효과가 없고, 30mm 보다 길면 강화 플라스틱 섬유의 조직이 균일하게 형성되기 어려워 좋지 못하다.
상기에서 단섬유상 강화 플라스틱 섬유의 직경이 0.3mm 보다 작으면 제조된 플라스틱 강화 콘크리트가 파단될 때 콘크리트에 비해 강화 플라스틱 섬유가 더 작은 힘에 의해 파단될 수 있어 강화 섬유로서의 역할을 제대로 하지 못하므로 좋지 못하고, 10mm 보다 크면 강화 섬유로서의 기능을 위해 길이가 30mm 이상 과도하게 길어져서 콘크리트와 혼합시 균일한 혼합이 쉽지 않아 제조된 플라스틱 강화 콘크리트의 조직이 균일하지 않게 될 수 있어 좋지 못하고, 단섬유상 강화 플라스틱 섬유의 길이가 1mm 보다 짧으면 직경에 비해 길이가 짧아 강화 섬유로서의 역할이 이루어지지 않아 강화 효과가 크지 않아 좋지 못하고, 30mm 보다 길면 혼합이 균일하지 않아 강화 효과가 떨어져서 좋지 못하다.
상기에서 폐플라스틱의 가열 용융 온도는 폐플라스틱의 주성분인 수지의 용융점 이상으로 하되, 200℃를 초과하지 않도록 한다. 이는 폐플라스틱을 200℃ 보다 높은 온도로 가열하는 경우 폐섬유의 성분에 따라 섬유의 조직에 변화가 발생할 수 있기 때문이다.
상기에서 폐플라스틱 파쇄물이 2종 이상의 폐플라스틱 혼합물인 경우 즉, 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼합되어 있는 혼합물인 경우 폐섬유/폐플라스틱 복합재료의 성질이 균일해지도록 말레산 무수물 0.3∼0.75[g]에 퍼옥사이드 18∼30[mol%]와 헥산디아민 50∼110[mol%]를 혼합하여 만든 연속 가교 반응제를 폐섬유/폐플라스틱 복합재료에 혼합하여 강화 플라스틱 섬유를 제조할 수도 있다. 이 때, 연속 가교 반응제의 첨가량은 폐섬유/폐플라스틱 복합재료 전체 100중량%에 대해 0.05~5[중량%] 정도가 적당한데, 이는 연속 가교 반응제의 첨가량이 0.05중량% 보다 적으면 가교 반응이 충분히 일어나지 않아 좋지 못하고, 5중량% 보다 많으면 가교 반응이 급격하게 발생하여 공정 및 품질 관리가 쉽지 않아 좋지 못하기 때문이다.
상기에서 완성된 강화 플라스틱 섬유와 콘크리트간의 계면 접착력을 향상시키기 위하여 폐플라스틱 파쇄물 및 폐섬유 이외에 0.01∼3[mm] 크기의 콘크리트용 골재(모래, 자갈 등) 또는 석재 파쇄물을 폐플라스틱 파쇄물과 1:0.05∼0.3 중량비로 함께 압출기에 넣고 폐플라스틱 파쇄물을 가열 용융시켜 강화 플라스틱 섬유를 제조할 수도 있다. 여기서, 콘크리트용 골재 또는 석재 파쇄물을 폐플라스틱 파쇄물 100중량%에 대해 5중량% 미만으로 첨가하면 콘크리트용 골재 또는 석재 파쇄물의 첨가 효과(강화 플라스틱 섬유와 콘크리트간의 계면 접착력 향상)를 볼 수 없어 좋지 못하고, 30중량%를 초과하여 첨가하면 모재인 플라스틱과 콘크리트용 골재 또는 석재 파쇄물과의 계면 접착력이 감소하므로 좋지 못하다. 또한, 콘크리트용 골재 또는 석재 파쇄물의 크기가 0.01mm 보다 작으면 압출기에 넣을 때 대기 중에 비산하여 작업 환경을 불량하게 하므로 좋지 못하고, 3mm 보다 크면 플라스틱 용융물과 균일하게 혼합되지 않아 강화 플라스틱 섬유의 조직이 균일하게 형성되지 못하므로 좋지 못하다.
상기에서 완성된 강화 플라스틱 섬유와 콘크리트간의 계면 접착력을 향상시키기 위하여 압출기에서 인발되는 섬유상 인발물을 냉각시키기 전에 폴리에스터, 나일론 및 셀룰로오스 중 적어도 1종 이상으로 이루어진 0.01∼0.3[mm] 직경 및 0.01~30[mm] 길이의 단섬유상 폐섬유가 유동되고 있는 유동로 내부를 통과시켜 섬유상 인발물의 표면에 단섬유상 폐섬유를 융착시키고, 이후 냉각 및 1~30[mm] 길이로 절단하여 단섬유상 강화 플라스틱 섬유를 제조할 수도 있다. 상기 섬유상 인발물의 표면에 융착된 단섬유상 폐섬유는 강화 플라스틱 섬유와 콘크리트간의 계면 접착 면적을 증가시키는 동시에 앵커 역할을 하여 강화 플라스틱 섬유와 콘크리트간의 계면 접착력이 향상되도록 한다. 여기서, 폐섬유의 직경이 0.01mm 보다 작으면 앵커 효과가 떨어져서 좋지 못하고, 0.3mm 보다 크면 섬유상 인발물의 표면에 쉽게 융착되지 않아 좋지 못하고, 폐섬유의 길이가 0.01mm 보다 짧으면 직경 보다 길이가 짧아 강화 효과가 떨어져서 좋지 못하고, 30mm 보다 길면 섬유상 인발물의 표면에 단단하게 융착되기가 쉽지 않아 좋지 못하다.
본 발명에 따라 제조된 0.3~10[mm] 직경과 1~30[mm] 길이의 단섬유상 강화 플라스틱 섬유를 시멘트, 모래, 물 등과 혼합하여 원하는 형태로 성형한 후 양생시키면 플라스틱 강화 콘크리트를 제조할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
중량 조성비가 폴리프로필렌(PE) 85중량%, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 15중량%인 혼합 폐플라스틱을 1~5[mm] 크기로 잘라 만든 폐플라스틱 파쇄물과 폴리에스터가 주성분인 0.2mm 직경의 폐섬유를 10mm 길이로 잘라 만든 단섬유상 폐섬유를 폐플라스틱 파쇄물 100g에 대해 단섬유상 폐섬유 20g의 수준으로 160℃로 가열된 압출기에 함께 투입하여 폐플라스틱을 용융시키면서 폐섬유를 폐플라스틱 용융물과 혼합시키고, 압출기의 중간부에 설치된 2차 인입기를 통해 말레인산 무수물(MAH) 1mol에 대해 벤조일 과산화물(benzoyl peroxide) 20mol%와 헥산디아민(HDA) 100mol%를 각각 혼합하여 만든 연속 가교 반응제를 폐플라스틱 파쇄물 100중량%에 대해 2중량% 정도 혼입하여 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 완성하고, 압출기에서 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 1mm 직경의 섬유상으로 인발한 후 냉각시켜 본 발명의 실시예 1에 따른 강화 플라스틱 섬유의 시편을 제조하였다.
상기와 같은 과정을 거쳐 제조된 본 발명의 실시예 1에 따른 강화 플라스틱 섬유 시편의 기계적 물성을 시험하여 다음 표 1에 나타내었다.
| 기계적 물성 | 인장강도 | 연신율 |
| 물성치 | 1,210 ㎏/㎠ | 6 % |
상기 표 1에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 1에 따르면 우수한 인장강도와 연신율을 가지는 강화 플라스틱 섬유를 제조할 수 있다.
이후, 상기에서 제조된 강화 플라스틱 섬유 시편을 1mm 직경 및 10mm 길이를 가지는 단섬유상의 강화 플라스틱 섬유로 만든 후 시멘트와 모래가 1:2 중량비로 혼합된 시멘트/모래 혼합물 100중량%에 대해 강화 플라스틱 섬유를 5중량%의 비율로 혼합하고, 시멘트 100중량%에 대해 40중량% 정도의 물을 넣고 시멘트 반죽을 만든 후 시멘트 틀을 이용해 가로 100mm, 세로 100mm, 두께 50mm 인 사각판 형태로 성형하고 실내에서 3일간 양생시켜 본 발명의 실시에 1에 따른 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트 시편을 제조하였다.
상기와 같은 과정을 거쳐 제조된 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트 시편의 기계적 물성을 시험하여 다음 표 2에 나타내었다.
| 기계적 물성 | 압축강도 | 충격강도 | 밀도 |
| 물성치 | 420 ㎏/㎠ | 16 kj/㎡ | 1.8 t/㎥ |
상기 표 2에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트는 강화 플라스틱 섬유에 의한 강화 효과가 커서 우수한 강도와 내충격성을 가지게 된다.
<실시예 2>
수분과 흙 성분이 전체 100 중량%에 대해 70중량% 함유된 저밀도폴리에틸렌(LDPE)을 주성분으로 하는 폐비닐을 100mm 폭과 500mm 길이로 절단하여 만든 폐비닐 조각과 셀룰로오스가 주성분인 0.3mm 직경의 폐섬유를 30mm 길이로 잘라 만든 단섬유상 폐섬유를 폐비닐 조각 100중량%에 대해 단섬유상 폐섬유 15중량%의 비율로 150℃로 가열된 압출기에 함께 투입하여 폐비닐을 용융시키면서 폐섬유를 폐비닐 용융물과 혼합시켜 폐셀룰로오스/폐비닐 복합재료를 완성하고, 압출기에서 폐섬유/폐비닐 복합재료를 1mm 직경의 섬유상으로 인발한 후 냉각시켜 본 발명의 실시예 2에 따른 강화 플라스틱 섬유의 시편을 제조하였다.
상기와 같은 과정을 거쳐 제조된 본 발명의 실시예 2에 따른 강화 플라스틱 섬유 시편의 기계적 물성을 시험하여 다음 표 3에 나타내었다.
| 기계적 물성 | 인장강도 | 연신율 |
| 물성치 | 1,340 ㎏/㎠ | 3 % |
상기 표 3에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 2에 따르면 우수한 인장강도와 연신율을 가지는 강화 플라스틱 섬유를 제조할 수 있다.
이후, 상기에서 제조된 강화 플라스틱 섬유 시편을 1mm 직경 및 20mm 길이를 가지는 단섬유상의 강화 플라스틱 섬유로 만든 후 시멘트와 모래가 1:2 중량비로 혼합된 시멘트/모래 혼합물 100중량%에 대해 강화 플라스틱 섬유를 5중량%의 비율로 혼합하고, 시멘트 100중량%에 대해 40중량% 정도의 물을 넣고 시멘트 반죽을 만든 후 시멘트 틀을 이용해 가로 100mm, 세로 100mm, 두께 50mm 인 사각판 형태로 성형하고 실내에서 3일간 양생시켜 본 발명의 실시에 2에 따른 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트 시편을 제조하였다.
상기와 같은 과정을 거쳐 제조된 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트 시편의 기계적 물성을 시험하여 다음 표 4에 나타내었다.
| 기계적 물성 | 압축강도 | 충격강도 | 밀도 |
| 물성치 | 380 ㎏/㎠ | 19 kj/㎡ | 1.8 t/㎥ |
상기 표 4에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트는 강화 플라스틱 섬유에 의한 강화 효과가 커서 우수한 강도와 내충격성을 가지게 된다.
<실시예 3>
수분과 흙 성분이 전체 100 중량%에 대해 70중량% 함유된 저밀도폴리에틸렌(LDPE)을 주성분으로 하는 폐비닐을 100mm 폭과 500mm 길이로 절단하여 만든 폐비닐 조각과 폴리에스터가 주성분인 0.2mm 직경의 폐섬유를 10mm 길이로 잘라 만든 단섬유상 폐섬유를 폐비닐 조각 100중량%에 대해 단섬유상 폐섬유 15중량%의 비율로 150℃로 가열된 압출기에 함께 투입하여 폐비닐을 용융시키면서 폐섬유를 폐비닐 용융물과 혼합시켜 폐폴리에스터/폐비닐 복합재료를 완성하고, 압출기에서 폐폴리에스터/폐비닐 복합재료를 1mm 직경의 섬유상으로 인발한 후 냉각시켜 본 발명의 실시예 3에 따른 강화 플라스틱 섬유의 시편을 제조하였다.
상기와 같은 과정을 거쳐 제조된 본 발명의 실시예 3에 따른 강화 플라스틱 섬유 시편의 기계적 물성을 시험하여 다음 표 5에 나타내었다.
| 기계적 물성 | 인장강도 | 연신율 |
| 물성치 | 1,410 ㎏/㎠ | 3 % |
상기 표 5에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 3에 따르면 우수한 인장강도와 연신율을 가지는 강화 플라스틱 섬유를 제조할 수 있다.
다음으로, 압출기에서 폐폴리에스터/폐비닐 복합재료를 1mm 직경의 섬유상으로 인발한 후 폴리에스터가 주성분인 0.2mm 직경과 3mm 길이의 단섬유상 폐폴리에스터가 유동하고 있는 유동로 내부를 통과시켜 섬유상 인발물의 표면에 단섬유상 폐폴리에스터를 융착시키고, 이후 냉각 및 20mm 길이로 절단하여 1mm 직경 및 20mm 길이를 가지는 표면에 폐폴리에스터가 융착된 단섬유상의 강화 플라스틱 섬유로 만든 다음 시멘트와 모래가 1:2 중량비로 혼합된 시멘트/모래 혼합물 100중량%에 대해 강화 플라스틱 섬유를 5중량%의 비율로 혼합하고, 시멘트 100중량%에 대해 40중량% 정도의 물을 넣고 시멘트 반죽을 만든 후 시멘트 틀을 이용해 가로 100mm, 세로 100mm, 두께 50mm 인 사각판 형태로 성형하고 실내에서 3일간 양생시켜 본 발명의 실시에 3에 따른 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트 시편을 제조하였다.
상기와 같은 과정을 거쳐 제조된 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트 시편의 기계적 물성을 시험하여 다음 표 6에 나타내었다.
| 기계적 물성 | 압축강도 | 충격강도 | 밀도 |
| 물성치 | 470 ㎏/㎠ | 22 kj/㎡ | 1.8 t/㎥ |
상기 표 6에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트는 강화 플라스틱 섬유에 의한 강화 효과가 커서 우수한 강도와 내충격성을 가지게 된다.
<실시예 4>
폐폴리프로필렌을 압출기 투입에 용이하도록 5mm 이하 크기로 잘라 만든 폐폴리프로필렌 파쇄물과 0.1mm 크기의 모래와 폴리에스터가 주성분인 0.2mm 직경의 폐섬유를 10mm 길이로 잘라 만든 단섬유상 폐섬유를 1:0.1:0.15 중량비로 150℃로 가열된 압출기에 함께 투입하여 폐폴리프로필렌을 용융시키면서 모래와 폐섬유를 폐폴리프로필렌 용융물과 혼합시켜 폐폴리에스터/모래/폐폴리프로필렌 복합재료를 완성하고, 압출기에서 폐폴리에스터/모래/폐폴리프로필렌 복합재료를 1mm 직경의 섬유상으로 인발한 후 냉각시켜 본 발명의 실시예 4에 따른 강화 플라스틱 섬유의 시편을 제조하였다.
상기와 같은 과정을 거쳐 제조된 본 발명의 실시예 4에 따른 강화 플라스틱 섬유 시편의 기계적 물성을 시험하여 다음 표 7에 나타내었다.
| 기계적 물성 | 인장강도 | 연신율 |
| 물성치 | 1,440 ㎏/㎠ | 3 % |
상기 표 7에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 4에 따르면 우수한 인장강도와 연신율을 가지는 강화 플라스틱 섬유를 제조할 수 있다.
이후, 상기에서 제조된 강화 플라스틱 섬유 시편을 1mm 직경 및 20mm 길이를 가지는 단섬유상의 강화 플라스틱 섬유로 만든 후 시멘트와 모래가 1:2 중량비로 혼합된 시멘트/모래 혼합물 100중량%에 대해 강화 플라스틱 섬유를 5중량%의 비율로 혼합하고, 시멘트 100중량%에 대해 40중량% 정도의 물을 넣고 시멘트 반죽을 만든 후 시멘트 틀을 이용해 가로 100mm, 세로 100mm, 두께 50mm 인 사각판 형태로 성형하고 실내에서 3일간 양생시켜 본 발명의 실시에 4에 따른 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트 시편을 제조하였다.
| 기계적 물성 | 압축 강도 | 충격강도 | 밀도 |
| 물성치 | 450 ㎏/㎠ | 21 kj/㎡ | 1.8 t/㎥ |
상기 표 8에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 4에 따라 제조된 강화 플라스틱 섬유가 적용된 플라스틱 강화 콘크리트는 강화 플라스틱 섬유에 의한 강화 효과가 커서 우수한 강도와 내충격성을 가지게 된다.
상기에서 본 발명은 실시예들로 한정되어 설명되었지만 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러 가지 변화와 변경이 가능함은 물론이다.
이와 같이 본 발명은 현재 재활용이 곤란하여 대부분 소각처리되고 있는 농업용 폐비닐을 포함한 각종 폐플라스틱을 모재로 하고 역시 소각처리되고 있는 산업용 폐섬유를 강화재로 하여 만들어진 복합재료를 이용해 우수한 인장강도와 연신율을 가지면서 콘크리트와의 계면 접착력이 우수한 강화 플라스틱 섬유를 제조하기 때문에 우수한 강도와 내충격성을 가져 다양한 용도로 사용될 수 있는 플라스틱 강화 콘크리트의 제조를 가능하게 하고, 폐플라스틱과 폐섬유의 활용으로 강화 플라스틱 섬유의 제조 단가를 낮추어 플라스틱 강화 콘크리트의 상용화를 가능하게 하고, 폐플라스틱과 폐섬유의 재활용으로 인해 자원절약, 에너지절약 및 환경오염방지에도 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 삭제
- 폐플라스틱 파쇄물과 단섬유상 폐섬유를 압출기에 넣고 가열 용융시켜 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 만들고 섬유상으로 인발한 후 냉각 및 절단하는 폐플라스틱과 폐섬유를 이용한 플라스틱 성형물 제조방법에 있어서;상기 폐플라스틱 파쇄물이 2종 이상의 폐플라스틱 혼합물인 경우 말레산 무수물 1mol에 대하여 퍼옥사이드 18∼30[mol%]와 헥산디아민 50∼110[mol%]를 각각 혼합하여 만든 연속 가교 반응제를 상기 압출기에 투입하여 상기 폐섬유/폐플라스틱 복합재료에 혼합시키는 것을 특징으로 하는 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법.
- 폐플라스틱 파쇄물과 단섬유상 폐섬유를 압출기에 넣고 가열 용융시켜 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 만들고 섬유상으로 인발한 후 냉각 및 절단하는 폐플라스틱과 폐섬유를 이용한 플라스틱 성형물 제조방법에 있어서;상기 폐플라스틱 파쇄물 및 상기 폐섬유 이외에 0.01∼3[mm] 크기의 콘크리트용 골재 또는 석재 파쇄물을 상기 폐플라스틱 파쇄물과 1:0.05∼0.3 중량비로 상기 압출기에 넣고 상기 폐플라스틱 파쇄물을 가열 용융시키는 것을 특징으로 하는 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법.
- 폐플라스틱 파쇄물과 단섬유상 폐섬유를 압출기에 넣고 가열 용융시켜 폐섬유/폐플라스틱 복합재료를 만들고 섬유상으로 인발한 후 냉각 및 절단하는 폐플라스틱과 폐섬유를 이용한 플라스틱 성형물 제조방법에 있어서;상기 압출기에서 인발되는 섬유상 인발물을 냉각시키기 전에 상기 단섬유상 폐섬유가 유동되고 있는 유동로 내부를 통과시켜 상기 섬유상 인발물의 표면에 상기 단섬유상 폐섬유를 융착시키는 것을 특징으로 하는 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화 콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0033493A KR100521426B1 (ko) | 2003-05-26 | 2003-05-26 | 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0033493A KR100521426B1 (ko) | 2003-05-26 | 2003-05-26 | 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040101776A KR20040101776A (ko) | 2004-12-03 |
| KR100521426B1 true KR100521426B1 (ko) | 2005-10-13 |
Family
ID=37378414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0033493A KR100521426B1 (ko) | 2003-05-26 | 2003-05-26 | 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100521426B1 (ko) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100741015B1 (ko) * | 2006-01-18 | 2007-07-20 | 세종대학교산학협력단 | 섬유 보강재 제조 시스템 |
| KR100772289B1 (ko) * | 2006-08-28 | 2007-11-01 | 조선대학교산학협력단 | 난연성 폴리올레핀 가교 발포체 조성물 |
| KR100772290B1 (ko) * | 2006-08-28 | 2007-11-01 | 조선대학교산학협력단 | 비난연성 폴리올레핀 가교 발포체 조성물 |
| KR100881646B1 (ko) * | 2007-02-28 | 2009-02-04 | 홍익대학교 산학협력단 | 폐유리섬유강화플라스틱을 이용한 섬유보강재 |
| DE102008022946B4 (de) | 2008-05-09 | 2014-02-13 | Fit Fruth Innovative Technologien Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von Pulvern oder Pasten |
| WO2013138204A1 (en) | 2012-03-13 | 2013-09-19 | Mikulak James | Materials for powder-based additive manufacturing processes |
| CN113087930A (zh) | 2015-12-22 | 2021-07-09 | 赢创运营有限公司 | 用于生产可消耗性粉末的系统和方法 |
| KR102432365B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2022-08-11 | 코오롱플라스틱 주식회사 | 재생수지를 포함한 섬유보강 콘크리트 조성물 |
| CN108437278A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-08-24 | 许汉文 | 多种塑料和天然纤维复合材料及其制造方法 |
-
2003
- 2003-05-26 KR KR10-2003-0033493A patent/KR100521426B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040101776A (ko) | 2004-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sulyman et al. | Utilization of recycled polyethylene terephthalate (PET) in engineering materials: A review | |
| CN104893084B (zh) | 一种碳纤维增强聚乙烯防水卷材及制备方法 | |
| KR100521426B1 (ko) | 폐섬유와 폐플라스틱 복합재료를 이용한 플라스틱 강화콘크리트용 강화 플라스틱 섬유의 제조방법 | |
| US20120007284A1 (en) | Method of making structural members using waste and recycled plastics | |
| AU2002224246B2 (en) | Composite products | |
| WO2006119229A2 (en) | Recycled materials strengthening process, system and products | |
| Yaakob et al. | A review on different forms and types of waste plastic used in concrete structure for improvement of mechanical properties | |
| KR101487753B1 (ko) | 폐고무와 폐합성수지를 이용하여 제조된 인장강도가 우수한 토목·건축건자재 | |
| KR100758467B1 (ko) | 폐전선피복물과 폐합성수지를 이용한 목재대용제품의제조방법 | |
| KR0134682B1 (ko) | 섬유 및 플라스틱 폐기물을 이용한 성형제품의 제조방법 | |
| KR20050017280A (ko) | 여러종류가 혼합된 폐플라스틱을 재생하는 제조방법과이를 이용한 혼합폐플라스틱판재 | |
| KR101462082B1 (ko) | 섬유강화 아스팔트/시멘트 콘크리트용 폐카페트 재생 섬유, 그 제조 방법, 및 그를 이용한 섬유강화 아스팔트/시멘트 콘크리트 조성물 | |
| KR20020024279A (ko) | Ｇ.ｒ.ｃ. 조성물 및 이의 제조방법 | |
| KR960011322B1 (ko) | 폐플라스틱콘크리트복합재료 | |
| JP2001240732A (ja) | 複合樹脂材及びその製造方法並びに複合樹脂パイプ | |
| US20240149537A1 (en) | Method for producing a shaped body from plastic waste and natural fibres | |
| FI95794B (fi) | Kuumatäytemateriaalimenetelmä sekalaisille jäte- ja keräysmuoveille täytemateriaalimassan valmistamiseksi | |
| JPH08131989A (ja) | 有機繊維廃材の再生処理方法 | |
| KR102585106B1 (ko) | 재생 원료를 이용한 친환경 인공골재 및 그 제조 방법 | |
| KR102660295B1 (ko) | 재생플라스틱 칩과 시멘트를 혼합 제조한 모래대용품 | |
| KR100265065B1 (ko) | 폐요소섬유보강내충격복합재의제조방법 | |
| JP2007039640A (ja) | 樹脂成形品 | |
| KR20120105135A (ko) | 컨테이너 바닥재용 성형품 및 그 제조방법 | |
| Fomin et al. | Plant for production of wood polymeric paving slabs | |
| JP2005305876A (ja) | Ｆｒｐリサイクル成形品の製法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |