KR100591140B1 - 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 성형후의 후가공시에 휘어짐의 발생을 제거할 수 있으며, 폐지와 폐 플라스틱류를 재활용하므로써 친환경성을 갖는 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법을 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명의 제조방법은, 폐기지폐를 포함하는 폐지와 폐플라스틱류를 각각 40 내지 80중량%, 20 내지 60중량%를 혼합한 후 150 내지 250℃로 승온시킨 상태에서 혼합하고 압출 및 가압성형하는 제1단계와; 상기 성형된 성형물의 열수축에 의한 변형을 방지하기 위하여 성형고정틀에 고정하여 10~20℃를 유지하는 물이 순환하는 수조에서 20~60분 동안 냉각시키는 제2단계와; 상기 냉각된 성형물을 루터기를 이용하여 그 표면을 편평하게 가공하는 제3단계를 포함하여 이루어진다.
폐지, 폐(기)지폐, 폐플라스틱, 플라스틱 성형체, 이중바닥재
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법에 대한 공정 흐름도이다.
본 발명은 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐기 지폐를 포함하는 폐지와 폐기 합성수지를 포함하는 폐플라스틱을 적정 비율로 혼합한 후 가열 압출 성형하여 건축용 이중 바닥재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
근래에 이르러 산업 전반에 걸쳐 급속한 발달이 이루어짐에 따라 다양한 용도의 종이제품에 대한 수요 또한 기하급수적으로 증가하는 추세에 있으므로 이러한 수요에 부응하기 위하여 지류 생산량 또한 양적인 측면에서 팽창 일변도를 견지하여 왔다.
이러한 결과로 제지과정에서 부산물로써 생성되는 펄프 종이 찌꺼기 및 사용 후 폐기되는 일반 폐지류의 발생량 또한 급증하게 됨으로써 이를 재생하여 사용하는 등의 효과적인 처리방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다.
상기한 바의 폐펄프 또는 일반 폐지류의 경우 수거 후에 잘게 분쇄한 다음에 탈묵시킨 상태에서 표백처리함으로써 재생지로 활용하는 방법이 보편적으로 사용되어 왔으나, 최근에 이르러서는 상기한 폐지류의 재활용 분야를 보다 다양화 하기 위한 방법의 일환으로서, 이러한 폐지수거물을 분말화한 상태에서 일반 합성수지 또는 폐음료수병을 녹인 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET) 등의 플라스틱의 재생 고분자수지화합물을 혼합한 후에 적당량의 톱밥 및 각종 플라이애쉬 등의 충진재를 섞어 합판 등의 각종보드, 정화조, 양식용 부구, 용마루스레트, 블록, 각종 용기, 어집 또는 각종 플라스틱 구조물 등으로 다양하게 성형하여 사용하는 방법이 크게 각광받고 있다.
그러나 상기한 방법으로 제조된 각종 성형품의 경우 성형후의 후가공시에 휘어짐이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 성형후의 후가공시에 휘어짐의 발생을 제거할 수 있으며, 폐지와 폐 플라스틱류를 재활용하므 로써 친환경성을 갖는 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법은, 폐기지폐를 포함하는 폐지와 폐플라스틱류를 각각 40 내지 80중량%, 20 내지 60중량%를 혼합한 후 150 내지 250℃로 승온시킨 상태에서 혼합하고 압출 및 가압성형하는 제1단계와; 상기 성형된 성형물의 열수축에 의한 변형을 방지하기 위하여 성형고정틀에 고정하여 10~20℃를 유지하는 물이 순환하는 수조에서 20~60분 동안 냉각시키는 제2단계와; 상기 냉각된 성형물을 루터기를 이용하여 그 표면을 편평하게 가공하는 제3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법에 대한 공정 흐름도이다.
먼저, 폐지폐를 포함하는 파쇄된 폐지와, 합성수지와 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 세척 및 파쇄된 폐 플라스틱을 준비한다. 또한, 상기 폐지와 상기 폐플라스틱은 2 내지 8mm× 0.3 내지 1.5mm가 되도록 파쇄되는 것이 바람직하다. 이렇게 파쇄된 폐지가 40 내지 80중량%의 범위에 속하고 폐 플라스틱이 20 내지 60중량%의 범위에 속하는 특정한 중량%가 되도록 정확하게 계량한다(단계 100).
여기서, 폐지혼합물의 주원료로써 사용되는 폐기지폐를 사용하는 것이 바람직한데, 이 폐기 지폐는 은행으로부터 수거되어 폐기된 천원, 오천원 및 만원권 지폐와 조폐공사에서 방출폐기된 지폐 전지의 짜투리에 해당한다. 상기한 폐기지폐는 주된 성분이 셀룰로스 목화솜으로 되어 있어, 표1에 나타낸 바와 같이 인장강도, 파열강도, 내절도, 인열강도 등의 강도특성이 여타의 일반 폐지류와 비교할 때 매우 강한 특성을 나타낸다.
[표 1]
| 구분 | 일반폐지펄프 | 지폐펄프 |
| 비체적 | 2.12m3/g | 2.14m3/g |
| 인장강도 | 39.40Nm2/g | 591.0Nm3/g |
| 파열강도 | 0.41Nm2/g | 2.46Nm2/g |
| 내절도 | 100회 | 5000회 |
| 인열강도 | 2.59Nm2/g | 20.72Nm2/g |
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 지폐펄프의 경우 일반폐지펄프와 비체적은 거의 동일한 반면 각각의 강도 특성에 있어서는 6배 내지 50배의 높은 강도를 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
따라서 상기한 바의 고강도를 나타내는 지폐펄프를 일반 폐지펄프와 적정한 비율로 혼합할 경우 플라스틱 성형체의 제조시 그 함량비를 40 내지 80중량%까지 크게 증가시키는 경우에도 침엽수의 목질펄프를 주성분으로 하는 일반폐지만을 첨가하는 경우와는 달리 강도의 저하가 발생하지 않을 뿐만 아니라 수분과의 접촉시 에도 탈묵현상이 발생하지 않아 강한 내수성을 나타낼 수 있는 것이다.
본 발명에서는 상기한 바의 폐기지폐를 포함하는 폐지혼합물의 함량비를 40중량%이상으로하되, 첨가량이 지나치게 클 경우에는 바인더인 합성수지의 량이 상대적으로 적어지게 되므로써 폐기지폐 입자간의 충분한 접착력을 나타낼 수 없는 문제점이 있으므로 80중량%를 초과하지 않도록 함이 바람직한 것이다.
상기의 폐지는 합성수지와 같은 플라스틱류와의 혼합시 혼련도를 높이고 균일혼합을 이루기 위하여 해섬형태 또는 일정크기의 칩형태로 분쇄하여 사용함이 바람직한데, 폐기지폐 분쇄물의 입자크기(가로×세로)가 8mm×1.5mm를 초과할 경우에는 혼합시의 균일혼합을 이룰 수 없을 뿐만 아니라 조밀성이 부족하여 강도 특성이 저하되는 문제점이 있으며, 2mm×0.3mm 미만일 경우에는 혼합시간이 필요이상으로 길어지는 문제점이 있으므로, 평균크기를 2 내지 8mm×0.3 내지 1.5mm가 되도록 분쇄하여줌이 가장 좋다.
여기서, 상기한 폐기지폐 분쇄물은 종래에 사용되어온 폐펄프 골판지, 폐고지 및 기타의 일반펄프재로 된 폐지류를 상기 폐기지폐와 동일크기로 분쇄하여 혼합사용할 수 있는데, 이러한 경우 본 발명의 효과를 얻기 위해서는 전체 폐지혼합물 중량기준으로 폐기지폐 분쇄물이 차지하는 비율을 50%이상으로 유지시킴이 본 발명에서 목적으로 하는 효과를 얻기 위하여 바람직하다.
상기의 폐기지폐에는 셀룰로스목화섬으로된 펄프재 뿐만 아니라 적량의 고분자 수지 화합물이 함유되어 있어 이를 바인다로 사용되는 합성수지와 같은 플라스틱류와 혼합하는 경우 기존의 일반폐지류와 비교할 때 현저하게 우수한 친화력을 나타내어 궁극적으로 제조된 성형체의 강도특성을 향상시킬 수 있는 것이며, 이때 바인다로써 첨가되는 플라스틱류로는 저밀도폴리에틸렌수지, 고밀도폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 폴리염화비닐수지, 폴리스틸렌수지, 폴리우레아수지, 폴리우레탄수지, 에폭시수지 등의 열가소성수지 및 멜라민-포름알데히드수지, 페놀-포름알데히드수지, 요소-포름알데히드수지 등의 열경화성수지를 단독 또는 혼합하여 사용하는데 본 발명의 본래 목적인 자원 재활용성을 고려할 때 가급적 재생수지를 사용함이 바람직하다.
본 발명에서는 상기한 폐기지폐 분쇄물을 주성분으로 하는 폐지혼합물 및 플라스틱류 외에도 필요에 따라 통상적으로 사용되는 충진제 및 폐지혼합물 입자와 플라스틱류의 혼합시 유동성을 향상시켜 결합특성을 더욱 개선시키기 위한 윤활촉진제, 항산화제 또는 자외선 방지제 등과 같은 공지의 기능성 첨가제를 전체 중량기준으로 5중량% 이내에서 더 첨가하여도 되며, 또한 보강재로써 유리섬유 또는 탄소섬유 등을 첨가하여도 된다.
상기한 충진제로서는 탄산칼슘, 규산칼슘, 규산나트륨, 카아본블랙, 티탄화이트, 화이트카본, 운모, 리그닌, 석영분, 슬레이트분말, 석고, 플라이애쉬, 연탄재, 화산재, 황토 등을 사용할 수 있으며, 윤활촉진제로써는 MPO(Maleic anhydride grafted polyolefin), 스테아린산, 미네랄오일 또는 실란 등이 있고, 항산화제로써는 알킬페놀류화합물, 아민류화합물, 키논류화합물, 2,6-t-부칠-p-크레졸 등이 있으며, 자외선방지제로써는 살리실산에스테르 또는 벤젠산에스테르 등이 있다.
상기 단계 100에서 계량된 폐지와 폐 플라스틱의 재료를 혼련기로 이송하여 혼련기에 넣고 폐지와 폐 플라스틱을 잘 섞는다(단계 200). 여기서, 혼련기내에서 바인다로 사용될 플라스틱류를 용융시킴으로써 유동성을 부여하기 위하여 150 내지 250℃의 온도(바람직하게는 180℃의 온도)로 승온시킨 상태에서 혼합하는 공정을 수행하며, 상기 폐지혼합물과 플라스틱류에 부가하여 각각의 기능성 첨가제를 혼합하여도 된다.
그후, 상기 혼합된 혼합재료를 압출기로 이송하고 혼합재료를 넓은 판형상으로 압출하게 된다(단계 300).
이어서, 상기 압출된 넓은 판형상의 압출물을 소정의 규격에 대응되게 절단한다(단계 400). 여기서, 최종 성형물의 사이즈가 폐플라스틱의 열수축률이 발생하므로, 최종 성형물의 사이즈가 500mm X 500mm인 경우 여기서 절단된 압축물은 501mm X 501mm인 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 절단된 압출물은 종이와 플라스틱류의 혼합물이므로 그 표면이 거칠기 때문에 강도보강 및 표면 가공을 위하여 프레스에 투입되어 소망의 사각 형태로 성형이 이루어지게 된다(단계 S500). 여기서, 상기 압출물은 프레스에 의하여 예를 들면 250톤의 압력으로 약 1~15분간 가압된다.
그후 상기 성형된 성형물은 성형고정틀에 고정되어 대략 10~20℃정도의 물이 순환하는 수조에 투입되어 대략 20~60분(바람직하게는 30~40분)동안 냉각처리된다(단계 S600). 여기서 성형 고정틀은 성형물이 냉각되면서 열수축에 의하여 그 외형이 변형되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이어서, 상기 냉각완료된 성형물은 건조시킨 후에 종래에는 자동대패기를 이용하여 그 표면을 편평하게 가공처리하였는데, 이럴 경우 성형물의 위로 또는 아래로 휘어짐이 발생하였다. 이에 반하여, 본 발명에서는 냉각된 성형물을 루터기를 이용하여 그 표면을 편평하게 가공하였다. 이와 같이 루터기를 이용하여 표면 가공한 결과, 성형물의 휘어짐은 발생하지 않았다(단계 700).
이렇게 하여 휘어짐 불량을 제거함으로써 원료대 제품비를 현저히 향상시킨 친환경성을 갖으면서 강도 및 편평도가 우수한 건축용 이중 바닥재로서 적합한 플라스틱 성형체를 제조할 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 폐기 지폐를 포함하는 폐지와 폐플라스틱을 적절한 비율로 혼합함으로써 폐지와 폐플라스틱의 재활용이 가능할 뿐만 아니라 플라스틱 성형체의 제조시 폐지류의 첨가량을 크게 증가시킬 수 있음은 물론 내수성이 우수하고 각종 강도특성이 현저하게 개선하면서 완성 성형물의 휘어짐을 완전히 제거함으로써 원료대 제품비를 현저히 향상시킨 친환경성을 갖는 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법을 제공하는 우수한 발명인 것이다.
Claims (5)
- 폐기지폐를 포함하는 폐지와 폐플라스틱류를 각각 40 내지 80중량%, 20 내지 60중량%를 혼합한 후 150 내지 250℃로 승온시킨 상태에서 혼합하고 압출 및 가압성형하는 제1단계와;상기 성형된 성형물의 열수축에 의한 변형을 방지하기 위하여 성형고정틀에 고정하여 10~20℃를 유지하는 물이 순환하는 수조에서 20~60분 동안 냉각시키는 제2단계와;상기 냉각된 성형물을 루터기를 이용하여 그 표면을 편평하게 가공하는 제3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 폐 플라스틱류는, 저밀도폴리에틸렌수지, 고밀도폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 폴리염화비닐수지, 폴리스틸렌수지, 폴리우레아수지, 폴리우레탄수지, 에폭시수지 등의 열가소성수지 및 멜라민-포름알데히드수지, 페놀-포름알데히드수지, 요소-포름알데히드수지 등의 열경화성수지가 단독 또는 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 폐지와 상기 폐플라스틱은 2 내지 8mm× 0.3 내지 1.5mm가 되도록 파쇄된 후에 혼합되는 것을 특징으로 하는 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 폐지와 폐플라스틱류의 혼합시에, 윤활촉진제, 항산화제, 자외선 방지제 및 보강재를 적어도 하나 포함하는 기능성 첨가제를 전체 중량기준으로 5중량% 이내에서 더 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 보강재는 유리섬유 또는 탄소섬유 및 그들의 혼합물이고,상기 윤활촉진제는 MPO(Maleic anhydride grafted polyolefin), 스테아린산, 미네랄오일 및 실란중에서 선택된 어느 하나 또는 그들의 혼합물이며,상기 항산화제는 알킬페놀류화합물, 아민류화합물, 키논류화합물, 2,6-t-부 칠-p-크레졸 중에서 선택된 어느 하나 또는 그들의 혼합물이고,상기 자외선방지제는 살리실산에스테르 또는 벤젠산에스테르인 것을 특징으로 하는 폐지와 폐플라스틱을 이용한 건축용 이중 바닥재 제조방법.
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