KR100538783B1 - 폐 폴리우레탄 재생 방법 및 재생 방법으로 얻어지는폴리우레탄 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 폴리우레탄을 고온의 회전타입 교반기를 이용하여 세척과 건조과정 없이 폐기상태 그대로 투입하여 용융시키고, 별도의 용해제와 가소제등을 첨가하지 않고서 용융점이 다른 열가소성과 열경화성 폐 폴리우레탄을 용융시켜 재생할 수 있도록 한 폐 폴리우레탄 재생 방법 및 재생 방법으로 얻어지는 폴리우레탄에 관한 것으로서,

모든 종류(주형, 열가소성 및 열경화성)의 폐 폴리우레탄을 수거하여 열가소성과 열경화성으로 분리, 선별하는 선별공정과;

선별된 폐 폴리우레탄을 고온,고압으로 유지되는 교반기에 주형 및 열가소성 폐 폴리우레탄을 투입하여 1차용융시키고,

열가소성 폐 폴리우레탄이 용융된 상태에서 열경화성 폐 폴리우레탄을 투입하여 2차용융으로 완전히 용융시키고;

상기 용융 상태에서 경도와 탄성, 색상조절을 위하여 폐수지와 폐고무분말 및 안료를 투입하여 겔상태의 용융물을 얻는 용융공정과;

겔상태로 얻어진 용융물을 사용하고자 하는 용도에 따라 판상타입시트나 박판시트 및 칩 형태로 성형하는 제품성형공정으로 재생하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐 폴리우레탄 재생 방법 및 재생 방법으로 얻어지는 폴리우레탄{Regeneration method of useless polyurethan resin and its polyurethan resin}

본 발명은 폐 폴리우레탄 재생 방법 및 재생 방법으로 얻어지는 폴리우레탄에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 열가소성 및 열경화성 폐 폴리우레탄을 재생할 수 있도록 한 새로운 방법의 제공에 관한 것이다.

폴리우레탄은 경량, 고강도, 고탄력을 비롯하여 내수, 내식, 내충격, 내알칼리, 내산, 절연성등의 장점을 이용하여 건축 재료를 비롯한 폭 넓은 분야에 사용되고, 이러한 폴리우레탄은 석회석, 석탄, 에틸렌, 천연 개스, 공기, 물, 식염, 카바이트, 암모니아, 유산등을 원료하여된 고분자 화합물로서, 열에 대한 성질에 따라 열가소성과 열경화성으로 구분된다.

가열하면 가소성(plastistity)이 되고, 상온이 되면 원상태로 되는 것으로서 성형한 후에도 가열하면 재용융되어 다른 형태를 구현할 수 있는 열가소성은 염화비닐(polyvinyl chloride resin), 아크릴(polymethyle methacrylate resin), 폴리에틸렌(polyethylene resin)등이 속한다.

가열하면 가소성이 되나 분자 사이의 결합은 변하지 않고 녹지 않는 것으로서 열을 한 번 받아서 경화, 성형되면 재가열하여도 용융되지 않는 특성을 가지는 열경화성은 페놀(phenol-formadehyde resin), 멜라민(melanine-formadehyde resin), 폴리에스텔(polyester resin), 우레탄(urethan resin), 실리콘(silicon resin), 에폭시(epoxy resin)등이 속한다.

상기와 같은 폴리우레탄의 제조과정에서 발생하는 불량품이나 수명이 다한 폐 폴리우레탄을 재생하기 위한 다양한 방법들이 종래에도 개발되어 사용되고 있으며, 본원 출원인 또한 선출원(10-2001-31076)을 통하여 이러한 방법 중의 하나를 제공하고 있다.

이러한 본원 출원인의 선출원 내용을 간략하게 살펴보면,

폐 폴리 우레탄96.5%와 안료 0.3%, 용해제인 DMF(디메칠 프로 메이드) 1.2%와, 가소제인 DPGDB(부칠 벤젠 프라이레이트)1% 및, BBP(부칠 벤젠 프라이레이트) 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 타입이나 칩타입으로 생산하도록 하고 있다.

상기와 같이 저온교반으로 이루어지는 선출원의 경우에는 통상적인 압출공정에 비하여 파쇄와 분쇄과정을 줄일 수 있고 생산량을 약 10∼30％정도 향상시킬 수 있는 이점을 가지게 되나, 세척과 건조과정을 거쳐야 함으로서 여전히 많은 과정(공정)을 거처야 하는 문제점이 발생한다.

그리고, 첨가되는 용해제와 가소제등이 상당히 고가이기 때문에 재생에 따르는 생산원가의 상승을 가져오는 문제점과, 재생된 폴리우레탄의 강도와 탄성조절이 용이하게 이루어지지 않는 문제점 및 열경화성 폐 폴리우레탄과 같이 같이 재생이 되지 않는 폐 폴리우레탄이 많아 전체적인 재생의 효율이 저하되는 등 여러 문제점들이 있었다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 폐 폴리우레탄을 고온, 고압의 회전타입 교반기를 이용하여 세척과 건조과정 없이 폐기상태 그대로 투입하여 용융시키고, 별도의 용해제와 가소제등을 첨가하지 않고서도 용융점이 다른 열가소성과 열경화성 폐 폴리우레탄을 용융시켜 재생할 수 있도록 함으로서 작업시간의 단축과 효율성의 증대로 폐 폴리우레탄의 생산성의 향상과 생상된 폐 폴리우레탄의 품질의 향상에 기여할 수 있도록 하는 데 가장 큰 목적이 있다.

이하 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 기술이 적용되는 폐 폴리우레탄의 재생방법을 살펴보면, 모든 종류(주형, 열가소성 및 열경화성)의 폐 폴리우레탄을 수거하여 열가소성과 열경화성으로 분리, 선별하는 선별한다.

선별된 폐 폴리우레탄을 쉽게 용융할 수 있도록 고온과 고압으로 유지되는 교반기에 주형 및 열가소성(이하 열가소성이라 한다.)폐 폴리우레탄을 투입하여 1차용융시키고, 열가소성 폐 폴리우레탄이 용융된 상태에서 열경화성 폐 폴리우레탄을 투입하여 2차용융으로 완전히 용융되도록 한다.

상기 폐 폴리우레탄의 용융전이나 용융과정 및 용융 후 에는 경도와 탄성 및 색상조절을 위하여 폐수지와 폐고무분말 및 안료를 투입하여 겔상태의 용융물을 얻는다.

겔상태로 얻어진 용융물은 사용하고자 하는 용도에 따라 상당한 두께를 가지는 판상타입시트나 박판시트 및 칩과같은 형태로 성형하면된다.

상기와 같은 본 발명인 폐 폴리우레탄의 재생방법을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예.

제 1 공정, 수거 및 선별공정

재생할 폐 폴리우레탄을 수거하여 용해제를 사용하지 않아도 열과 압력에 잘 용융되는 주형 및 열가소성 폐 폴리우레탄과 쉽게 용융되지 않는 열경화성 폐 폴리우레탄으로 구분한다.

제 2 공정, 용융공정

선별된 폐 폴리우레탄 중 열에 의하여 쉽게 용융되는 열가소성(주형포함) 폐 폴리우레탄을 내부온도가 약 150∼210℃정도로 유지되는 고온, 고압의 교반기에 투입하여 1차 용융시키고, 열가소성 폐 폴리우레탄이 용융된 상태에서 열경화성 폐 폴리우레탄을 투입하여 용융시킨다.

그러면, 1차 용융된 열가소성 폐 폴리우레탄의 영향으로 차후 투입된 열경화성 폐 폴리우레탄도 쉽게 용융될 수 있게되며, 상기 교반기를 통하여 열가소성 및 열경화성 폐 폴리우리탄을 겔상태로 용융하는 데에는 약 5∼15분 정도의 시간이 소요된다.

물론, 상기 교반용융되는 열가소성 폐 폴리우레탄과 열경화성 폐 폴리우레탄의 혼합비율은 10;90 또는 90:10의 비율범위 내에서 상호 가감할 수 있게된다.

상기와 같이 교반기를 통하여 교반하는 과정이나 교반전 또는 교반 후에 재생완료된 폐 폴리우레탄의 경도조절을 위하여 혼합 용융되는 전체 폐 폴리우레탄의 약 5∼10％정도의 폐수지분말을 함께 용융하거나, 탄성을 조절하고자 할 경우에는 유황이 함유되어 교반온도(150∼210℃)에서는 녹지않는 폐고무분말을 전체 폐 폴리우레탄의 약 3∼5％정도로 투입하여 함께 혼합한다.

그리고, 재생되는 폐 폴리우레탄의 색상을 가미하고자 할 경우에는 표현하고자 하는 색상의 안료를 역시 전체 폐 폴리우레탄의 약 0.5∼2％정도 함께 혼합하여 용융하면 되고, 상기 폐수지분말과 폐고무분말 및 안료는 함께 혼합하거나 각각 독립하여 혼합하여도 된다.

제 3 공정, 제품성형공정

교반기를 통하여 겔상태로 용융된 폐 폴리우레탄을 사용 목적이나 용도에 따라 성형로울러등을 이용하여 일정한 두께를 가지는 판상시트로 성형하거나, 아주 얇은 박판시트 또는 냉각된 판상시트를 일정한 규격으로 절단하여 칩화하여 사용하면 된다.

이러한 본 발명은 폐 폴리우레탄을 재생함에 있어 일정한 수준의 고온상태의 온도와 고압으로 유지되는 고온의 교반기에 고가의 용해제나 가소제를 첨가하지 않고 열로서만 용융시켜 재생할 수 있도록 하고, 특히 열가소성을 먼저 용융시킨 후 열경화성을 함께 용융시킴으로서 재생범위가 넓은 것은 물론 작업과정의 단축으로 생산성을 높일 수 있고 경도와 탄성 및 색상조절로 인한 재생된 폴리우레탄의 품질향상에도 상당한 기여가 가능하게 된다.

이상과 같은 본 발명은 폐 폴리우레탄을 고온, 고압의 회전타입 교반기를 이용하여 세척과 건조과정 없이 폐기상태 그대로 투입하여 용융시키고, 별도의 용해제와 가소제등을 첨가하지 않고서 용융점이 다른 열가소성과 열경화성 폐 폴리우레탄을 용융시켜 재생할 수 있도록 함으로서 작업시간의 단축과 효율성의 증대로 폐 폴리우레탄의 생산성의 향상과 생상된 폐 폴리우레탄의 품질의 향상에 기여할 수 있는 등 다양한 효과를 얻을 수 있는 발명이다.

Claims (4)

1. 모든 종류의 폐 폴리우레탄을 수거하여 열가소성과 열경화성으로 분리, 선별하는 선별공정과;

   선별된 폐 폴리우레탄을 고온, 고압으로 유지되는 교반기에 주형 및 열가소성 폐 폴리우레탄을 투입하여 1차용융시키고,

   열가소성 폐 폴리우레탄이 용융된 상태에서 열경화성 폐 폴리우레탄을 투입하여 2차용융으로 완전히 용융시키고;

   재생되는 폐 폴리우레탄의 경도와 탄성, 색상조절을 위하여 폐수지와 폐고무분말 및 안료를 용융전이나 용융과정 및 용융후에 투입하여 겔상태의 용융물을 얻는 용융공정과;

   겔상태로 얻어진 용융물을 사용하고자 하는 용도에 따라 판상타입시트나 박판시트 및 칩 형태로 성형하는 제품성형공정으로 얻어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄.
2. 폐 폴리우레탄을 재생함에 있어서;

   재생할 폐 폴리우레탄을 수거하여 쉽게 용융되는 주형 및 열가소성 폐 폴리우레탄과 쉽게 용융되지 않는 열경화성 폐 폴리우레탄으로 구분하는 수거 및 선별공정과;

   선별된 폐 폴리우레탄 중 열에 의하여 쉽게 용융되는 열가소성 폐 폴리우레탄을 내부온도가 약 150∼210℃정도의 고온과 고압으로 유지되는 교반기에 투입하여 1차 용융시키고, 열가소성 폐 폴리우레탄이 용융된 상태에서 열경화성 폐 폴리우레탄을 투입하여 함께 용융시키는 용융공정과;

   용융된 겔상태의 폐 폴리우레탄을 사용 목적이나 용도에 맞게 성형하는 제품성형공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐 폴리우레탄 재생 방법.
3. 제 2 항에 있어서;

   상기 교반기를 통하여 교반 전이나 교반과정 또는 교반 후에는 폐 폴리우레탄이 재생된 상태에서의 경도조절을 위한 폐수지분말과;

   탄성조절을 위한 폐고무분말과;

   색상표현을 위한 안료를 투입하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리우레탄 재생 방법.
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