KR101116043B1 - Thermo plastic elastomer and process for self adhesive rubberized asphalt sheet - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 올레핀계 고분자를 이용한 열가소성탄성체와 재활용고무를 혼합하는 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 열가소성플라스틱과 재활용고무를 이용하여 혼련과 동시에 별도의 가교공정을 거치지않고도 제품의 성형이 가능함은 물론 사용후 스크랩의 재활용이 가능하도록한 올레핀계 열가소성탄성체와 재활용고무를 혼합하여 방수시트를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method of mixing a thermoplastic elastomer and recycled rubber using an olefinic polymer. More specifically, the molding of the product is possible without kneading and a separate crosslinking process using a thermoplastic plastic and recycled rubber. The present invention relates to a method for manufacturing a waterproof sheet by mixing an olefinic thermoplastic elastomer and a recycled rubber to enable recycling of scrap after use.
일반적으로 가황고무는 배합물의 혼련단계,혼련물의 시트성형단계,성형된시트의 재단단계및 재단된 시트를 이용하여 제품을 성형하고 가황하는 등의 복잡한 단계를 거쳐 제조된다.Generally, the vulcanized rubber is manufactured through complex steps such as kneading step of the compound, sheet forming step of the kneaded product, cutting step of the molded sheet, and molding and vulcanizing the product using the cut sheet.
열사소성탄성체(Thermo plastic elastomer,TPE)는 일반적으로 실온에서 고무와 같은 탄성체이면서 상기의 고무와는 달리 가열에의해 흐름이 생기는 열가소성소재로서 일반적인 열가소성 수지와 동일한 가공방법으로 가공할수있는 수지를 총칭하는 재료이다.Thermoplastic elastomer (TPE) is a thermoplastic material that is generally an elastomer such as rubber at room temperature and flows by heating unlike the above rubber, and refers to a material that can be processed by the same processing method as a general thermoplastic resin. to be.
이러한 열가소성 탄성체는 그 제조방법에 따라 열가소성수지를 중합하는 과정에서 분자구조를 고무와 유사하게 만든것과,이미 생산된 열가소성수지와 고무를 적절히 혼합하여 만든것을 구분할수있다.These thermoplastic elastomers can be distinguished from the one made of a molecular structure similar to rubber in the process of polymerizing the thermoplastic resin according to the manufacturing method, and a mixture of the already produced thermoplastic resin and rubber.
본 발명의 열가소성탄성체는 이중 열가소성수지와 재활용고무를 적절히 혼합하여 만든것에 해당하는 것으로 그 특징에 따라 다시 연속상과 비연속상으로 구분되는바,특히 연속상의 경우 물질이 실온에서 고무적인 탄성과 촉감을 나타낼수있도록하는 비가교된 고무성분으로 되어있다.The thermoplastic elastomer of the present invention corresponds to a mixture of a double thermoplastic resin and a recycled rubber, which is classified into a continuous phase and a discontinuous phase according to its characteristics. Particularly, in the case of the continuous phase, the material has a rubbery elasticity and feel at room temperature. It is made of non-crosslinked rubber so that it can be represented.
즉,상기고무는 열가소성수지의 입장에서보면 활석(TALC),탄산칼슘,카본블랙과 같은 충진제와 유사한 상태로 존재하게 되는데,이러한 상태의 재활용고무는 열가소성 수지에 첨가하면 할수록 기계적인 물성에서 급격한 감소를 유발시키는 특징을 갖는다.또한 상기 재활용고무를 포함한 열가소성 수지의 기계적인 물성은 재활용고무,고무의 입자크기,고무의 종류및 재활용고무와 열가소성수지간의 친화성등에 의해 크게 좌우된다고 할수있다.That is, the rubber is present in a state similar to a filler such as talc (TALC), calcium carbonate, and carbon black from the standpoint of the thermoplastic resin, and the recycled rubber in such a state is drastically reduced in mechanical properties as it is added to the thermoplastic resin. In addition, the mechanical properties of the thermoplastic resin including the recycled rubber can be said to be greatly influenced by the recycled rubber, the particle size of the rubber, the type of rubber and the affinity between the recycled rubber and the thermoplastic resin.
또한 많은 량의 고무를 상대적으로 적은양의 열가소성수지 내부에 유효하게 분산시키기위해서는 두 재료의 상용화재를 사용하거나 미세한 분쇄에 의해 고무입자의 크기를 줄이는 방법들이 요구되는 실정이다.In addition, in order to effectively disperse a large amount of rubber in a relatively small amount of thermoplastic resin, there is a need for methods of reducing the size of rubber particles by using commercially available materials of two materials or by fine grinding.
한편,올레핀계 공중합 고무의 가교를 위한 가교제조는 일반적으로 유황,페놀계수지 등이 사용되어왔다.그러나 상기유황과 페놀계수지의 경우 사용에 심한 취기및 제품의 착색을 유발시키며 특히 고무분자내부의 2중결합의 개수가 작아질 경우(전체의 2wt%)가교효율이 저하됨에 의해 가교시간이 길어지는 문제점이 있었다.Meanwhile, sulfur and phenol resins have generally been used for the crosslinking of olefin copolymer rubbers. However, sulfur and phenol resins cause severe odor and coloration of the product, especially in rubber molecules. When the number of double bonds is small (2 wt% of the total), there is a problem in that the crosslinking time is long because the crosslinking efficiency is lowered.
또한 상기 페놀계수지의 경우 인체에 유해한 할로겐을 포함하는 가교조제를 사용하기 때문에 제품의 용도에 제약이 따르고 이는 가공장비의 수명을 단축시키는 직접적인 원인이 되었다.In addition, in the case of the phenolic resin, since it uses a crosslinking aid containing a halogen that is harmful to the human body, there is a restriction on the use of the product, which is a direct cause of shortening the life of the processing equipment.
따라서,본 발명은 상기한 충진제와 같이 비연속적으로 분포된 재활용고무의 탈황상태를 확인하여 황의 잔류량을 최소화 시킴과 더불어 열가소성수지와의 친화성을 향상시킨 올레핀계 열가소성탄성체와 재활용고무를 혼합하여 방수시트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is water-resistant by mixing the olefin-based thermoplastic elastomer and the recycled rubber to improve the affinity with the thermoplastic resin while minimizing the residual amount of sulfur by checking the desulfurization state of the discontinuously distributed recycled rubber as the filler described above The object is to provide a method for producing a sheet.
또한,본 발명의 다른목적은 혼련과 동시에 별도의 가교공정을 거치지않고도 제품의 성형이 가능한 친환경적인 올레핀계 열가소성 탄성체를 제공하는것이다.In addition, another object of the present invention is to provide an environmentally friendly olefin-based thermoplastic elastomer capable of molding the product without undergoing a separate crosslinking process at the same time as kneading.
본 발명에서는 이러한 목적을 달성하기위한 혼합장치로서 니 더(kneader)와 단축압출기및 스크류의 조합이 가능한 이축압출기를 병행하여 사용하였으며 제품의 성형후 촉감및 탄성적인 특징에서도 최대한 고무와 유사한 성질을 갖도록 구성성분을 선택적으로 사용하였고 그 구성비율을 조정하였다.In the present invention, a twin screw extruder capable of combining a kneader, a single screw extruder, and a screw is used in parallel to achieve the above object. Ingredients were used selectively and the composition ratios were adjusted.
또한,최종제품에서 특이한 취기가 없도록 압출작업시 버큠장치를 사용하여 탈취하도록하고 첨가제역시 선택적으로 사용하였다.In addition, in the final product so that there is no unusual odor in the extrusion operation to deodorize using a holding device and additives were also used selectively.
이와같은 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 올레핀계 열가소성 탄성체와 재활용고무를 혼합하는 탄성체는 열가소성수지중 수첨고무와 개질된 propylene계 20-50wt%와 Metallocene과 Ziegler-Nata로 개질된 propylene계 15-45wt%,Natural rubber와 Synthetic rubber를 개질한 무늬점도 ML1+4 (125℃) 35,인장강도 77 N/mm2,신장률 257 %의 물성으로 개질한 rubber계 10-35wt%,Olefin계의 점착을 높여주는 C9계 5-10wt%의 혼합물로 구성되며 상기혼합물에 분산제,무기류가 5-15wt% 더 포함되어 구성되는것을 특징으로한다.In order to achieve the above object effectively, the olefin-based thermoplastic elastomer of the present invention and the elastomer mixed with recycled rubber are 20-50wt% of propylene-based modified rubber and propylene-based 15-modified with Metallocene and Ziegler-Nata in thermoplastic resin. 45wt%, patterned viscosity modified natural rubber and synthetic rubber ML1 + 4 (125 ℃) 35, tensile strength 77 N / mm 2 , 10-35wt% rubber modified Olefin based adhesive with 257% elongation It is composed of a mixture of 5-10wt% C9 system to increase and is characterized in that the mixture further comprises 5-15wt% dispersant, inorganic.
또한 상기 올레핀계 열가소성 수지는 MFR가 9-17 g/10min 범위의 수첨고무와 개질된 propylene인것을 특징으로한다.In addition, the olefin-based thermoplastic resin is characterized in that the MFR is propylene modified with hydrogenated rubber in the range of 9-17 g / 10min.
또한 상기고무는 탄소수 6-9개를 가지는 2종류 이상의 카본성분 40-70wt%와 천연고무 25wt%,합성고무 35wt%로 구성된 성분 30-50wt%이외에 분산제,무기류가 5-15wt%더 포함되는것을 특징으로한다.The rubber may further contain 5-15 wt% of dispersant and inorganic substances in addition to 40-50 wt% of two or more carbon components having 6-9 carbon atoms, 25 wt% of natural rubber, and 35 wt% of synthetic rubber. To be characterized.
또한 상기고무는 50-70㎛의 입자크기로 구성된 lump 형태인것을 특징으로한다.In addition, the rubber is characterized in that the lump form consisting of a particle size of 50-70㎛.
또한 상기 올레핀성분들이 공중합된 개질복합 propylene은 MFI(230℃,2160g)가 2.0-8.0 g/10min이고 용융온도가 180℃-230℃ 이며 탄소수 3-9개를 포함하는 지방족단량체로 개질된것을 특징으로한다.In addition, the modified propylene copolymerized with the olefin component is MFI (230 ℃, 2160 g) is 2.0-8.0 g / 10min, the melting temperature is 180 ℃-230 ℃ characterized by being modified with an aliphatic monomer containing 3-9 carbon atoms Should be.
본 발명의 올레핀계 열가소성탄성체와 재활용고무를 혼합하는 제조방법은 니 더(kneader)공정에 의해 수첨고무와 개질된 propylene계 20-50wt%와 Metallocene과 Ziegler-Nata로 개질된 propylene계 15-45wt%,Natural rubber와 Synthetis rubber를 무늬점도 ML1+4 (125℃) 35,인장강도 77 N/mm2,신장률 257%의 물성으로 개질한 rubber계 10-35wt%,Olefin계의 점착을 높여주는 C9계 5-10wt%의 혼합물로 구성되며 상기혼합물에 분산제,무기류가 5-15wt% 균일하게 혼합하는 제1단계및 하나의 스크류가 여러개의 조각난 스크류들의 조합으로 될수있는 이축압출기를 사용하여 별도의 가교공정을 거치지않고 카렌다(Calender)공정을 거쳐 성형이 가능하도록하는 제2단계를 포함하여 구성되는것을 특징으로한다.The manufacturing method of mixing the olefin thermoplastic elastomer and recycled rubber of the present invention is 20-50wt% of propylene-based rubber and modified propylene-based propylene-based 15-45wt% by metallocene and Ziegler-Nata by kneader process. , Natural rubber and Synthetis rubber with pattern viscosity ML1 + 4 (125 ℃) 35, Tensile strength 77 N / mm 2 , Modified rubber based on physical properties of elongation rate of 257% 10-35wt%, C9 based to improve Olefin adhesion Separate cross-linking process using a twin screw extruder consisting of 5-10wt% of mixture and the first step of dispersing agent and inorganics 5-15wt% uniformly into the mixture and one screw can be a combination of several fragmented screws It characterized in that it comprises a second step to enable molding through a calendar (Calender) process without going through.
본 발명에 재활용고무와 혼합된 열가소성탄성체는 재료내부에 연속된 열가소성수지와 재료내부에 미세하게 골고루 분산되어있는 비연속적인 재활용고무가 서로 혼합되어 구성되는 것으로 바람직하게는 수첨고무와 개질된 propylene계 20-50wt%와 고무적인 탄성을 부여하는 천연,합성고무계의 성분들이 적어도 탄소수 6-9개를 가지는 카본 40-70wt%와 상기 열가소성수지와 재활용고무위 계면친화성을 높이기위해 점착을 높여주는 C9계 5-10wt%의 고분자를 포함하여 구성된다.이때 상기 열가소성수지와 올레핀계 공중합된 고무의 계면친화성을 높이기위해 점착을 높여주는 C9계 5-10wt%의 고분자를 포함하여 상기열가소성수지가 50wt%이상일 경우 천연,합성고무계의 함량이 상대적으로 적게되어 상기 천연,합성고무계가 단지 플라스틱의 내충격보강을 위한 역할만을 할뿐 실질적인 고무의 촉감이나 경도는 얻지못하게 되므로 최적의 조건을 유지할수가없어 실온에서 일반적인 가류 혹은 연질 pvc와 같은 shore 50-70A정도의 낮은 경도를 표현하기위해서는 상기 열가소성수지의 함량비율이 50wt%이하가 되도록 한다.그리고 상기 열가소성 수지는 MFI(Melt flow index)가 9-17 g/10min범위에 있는 수첨고무와 개질된 propylene을 사용함이 바람직하며 최종제품의 외관상태,물리적특성의 우수성을 보다 향상시키기 위해선 MFI가 2-8 g/10min범위에 있는 프로필렌을 사용함이 더 바람직하다.The thermoplastic elastomer mixed with recycled rubber according to the present invention is composed of a continuous thermoplastic resin and a discontinuous recycle rubber finely dispersed evenly in the material, preferably mixed with hydrogenated rubber and modified propylene. 20-50wt% and 40-70wt% of natural and synthetic rubber-based components that give rubbery elasticity have at least 6-9 carbon atoms, and C9, which enhances adhesion to improve interfacial affinity with the thermoplastic resin and recycled rubber. And 5-10 wt% of the polymer. 50 wt% of the thermoplastic resin includes 5-10 wt% of the C9 polymer to increase adhesion to increase the interfacial affinity of the thermoplastic resin and the olefin copolymer rubber. If it is more than%, the content of natural and synthetic rubbers is relatively low, so the natural and synthetic rubbers are used only for impact resistance of plastics. Since it does not get the actual feel or hardness of the rubber, it is impossible to maintain the optimum conditions. To express low hardness of shore 50-70A such as general vulcanization or soft pvc at room temperature, the content ratio of the thermoplastic resin is 50wt. The thermoplastic resin is preferably made of hydrogenated rubber and modified propylene having a MFI (Melt flow index) in the range of 9-17 g / 10min. To improve, it is more preferable to use propylene having an MFI in the range of 2-8 g / 10 min.
그리고 고무적인 탄성을 부여하기위하여 사용한 상기 천연,합성공중합된 재생고무는 바람직하게 탄소수 6-9개를 가지는 제1성분 40-70wt%와 탄소수 10-13개를 가지는 제2성분 20-50wt%와 탄소수 11-14개를 가지는 제3성분 10-50wt%를 공중합하여 제조된다.이때 최종제품의 특성을 보다 향상시키기위해선 상기 제1성분 35-45wt%와 상기 제2성분 35-40wt%,상기 제3성분 15-45wt%를 사용함이 더 바람직하다.And the natural, synthetic co-polymerized recycled rubber used to give rubbery elasticity is preferably 40-70wt% of the first component having 6-9 carbon atoms and 20-50wt% of the second component having 10-13 carbon atoms; It is prepared by copolymerizing 10-50 wt% of the third component having 11-14 carbon atoms. At this time, in order to further improve the properties of the final product, 35-45 wt% of the first component and 35-40 wt% of the second component, It is more preferable to use 15-45 wt% of three components.
또한 상기한바와 같이 본 발명의 재활용고무와 혼합된 열가소성탄성체는 첨가되는 고무의 물리적 특성에 따라서 최종물성이 결정되므로 상기 재활용 고무는 점도가 135℃의 온도에서 35-90 g/cm?s 사이에 있는 재활용고무를 사용함이 더 바람직하다.In addition, as described above, the thermoplastic elastomer mixed with the recycled rubber of the present invention has a final physical property determined according to the physical properties of the rubber to be added, so that the recycled rubber has a viscosity between 35-90 g / cm? S at a temperature of 135 ° C. It is more preferable to use recycled rubber.
그리고 상기 열가소성수지와 재활용고무의 계면친화성을 높이기위해 첨가한 C9계는 Melt Viscosity(120℃)는 50000 cps이다.In addition, the C9 system added to increase the interfacial affinity of the thermoplastic resin and recycled rubber has a Melt Viscosity (120 ° C.) of 50000 cps.
한편 본 발명에 의한 재활용고무와 혼합된 열가소성 탄성체를 이용하여 시트(sheet)등의 제품을 가공할 경우 가공안정성을 부여하기위하여 각종 충진제가 사용된다. 이러한 충진제는 종류에 있어서도 카본,클레이,탄산칼슘,jute등 여러 종류가 있으나 이는 최종제품의 색상및 물성을 고려하여 선택적으로 사용하게 된다.On the other hand, when processing a product such as a sheet (sheet) using a thermoplastic elastomer mixed with recycled rubber according to the present invention, various fillers are used to impart processing stability. There are various kinds of fillers such as carbon, clay, calcium carbonate, jute, etc., but these are selectively used in consideration of the color and physical properties of the final product.
이때 상기 충진제는 유색의 제품에서는 착색이 용이한 백색의 것을 사용하는것이 바람직하고 사용되는 충진제의 입자가 지나치게 큰 경우엔 바람직하게는 압출시 충진제의 평균입경이 0.5-10㎛ 인것을 사용하면 최적의 결과를 얻을수 있게된다.그리고 상기 재활용고무와 혼합된 열가소성 탄성체는 제품의 경도조절을 용이하게 하기위해 고무용 오일이 더 포함된다.상기오일은 바람직하게는 올레핀게 고분자와 비교적 양호한 친화성을 나타낼수있는 파라핀계 오일이 사용된다.이때 상기 오일의 분자량이 너무 낮게되면 가소화 효율은 좋으나 분자량이 작아지므로 사용중 휘발에 의한 물성변화가 생기며 점도가 높을 경우 가소화효율이 감소되고 취급이 불편하게 되는 경향이 있으므로 바람직하게는 300-850 사이의 것을 사용하였고 특히 450-750 사이의것을 사용할 경우 보다 양호한 가공특성과 가소성을 부여 할수있게된다.In this case, it is preferable to use a white color which is easy to color in the colored product, and when the particles of the filler to be used are too large, it is preferable to use an average particle diameter of 0.5-10 μm in the case of extrusion. The thermoplastic elastomer mixed with the recycled rubber further contains rubber oil to facilitate the hardness control of the product. The oil preferably has a relatively good affinity for the polymer. Paraffin-based oil is used. If the molecular weight of the oil is too low, the plasticization efficiency is good, but the molecular weight becomes small, so that physical properties change due to volatilization during use, and plasticity efficiency is decreased and handling becomes inconvenient if the viscosity is high. So preferably used between 300-850 and especially between 450-750 When used, it can give better processing characteristics and plasticity.
본 발명에 따른 재활용고무와 혼합된 열가소성탄성체를 제조하는 방법은 크게 연속된 폴리 올레핀계 열가소성수지 20-50wt%와 비연속적인 탄소수 6-8개를 가지는 2종류이상의 카본블랙과 올레핀성분들이 공중합된 재활용고무 10-35wt%와 상기 폴리올레핀계 열가소성수지와 고무의 계면에서의 친화력을 높여 비연속된 고무에의한 기계적 물성저하를 감소시키기 위해 점착을 높여주는 C9계 5-10wt%를 첨가하여 니 더(kneader)공정에서 충진제,오일등의 첨가제들을 균일하게 혼합하는 제1단계와 상기 제1단계에서 혼합된 성분을 화학적인 메카니즘을 이용하여 이축압출기를 사용하고 카렌다(CALENDER 공정을 통하여 제작되는 시트공정인 제 2단계를 포함하여 구성된다.Method for producing a thermoplastic elastomer mixed with recycled rubber according to the present invention is a copolymer of two or more kinds of carbon black and olefin component having 20-50wt% polyolefin-based thermoplastic resin and 6-8 non-continuous carbons. By adding 10-35wt% of recycled rubber and 5-10wt% of C9 system to increase the adhesion to reduce the mechanical property degradation caused by discontinuous rubber by increasing the affinity at the interface between the polyolefin-based thermoplastic resin and rubber In the kneader process, the first step of uniformly mixing additives such as filler and oil, and the sheet process produced through the calender process using a twin screw extruder using a chemical mechanism. It is configured to include a second step.
상기 제1단계는 압출기의 믹싱효율을 높여 혼합물질의 생산성을 향상시킬수있도록 일반적인 풀플라이트 스크류(Full flight screw)를 개량한 혼련용 스크류를 사용하여 열가소성수지 성분의 용융온도보다 상대적으로 높은 160-250℃의 온도에서 혼합하게 된다.이때 혼합온도가 160℃이하가 되면 열가소성수지의 미용융에 의한 과도한 에너지소비는 물론 양적으로 상대적으로 적은 열가소성수지가 연속성을 이루기위해 필요한 점도가 부족하게되는 현상이 발생하여 연속된상으로 존재할수없게되고 혼합온도가 250℃ 이상의 고온이 되면 각성분의 열분해및 제품의 물리적특성이 저해됨은 물론 착색과 수직의 탄화현상이 발생되므로 바람직하게는 160-250℃의 온도에서 시행하는 것이다.The first step is 160-250, which is relatively higher than the melting temperature of the thermoplastic resin component by using a kneading screw, which is a conventional full flight screw to improve the mixing efficiency by improving the mixing efficiency of the extruder and improving the productivity of the mixture. When the mixing temperature is less than 160 ° C, excessive energy consumption due to unmelting of the thermoplastic resin as well as a relatively small amount of thermoplastic resin lacks the viscosity necessary to achieve continuity. If the mixing temperature is higher than 250 ℃, the thermal decomposition of each component and the physical properties of the product are inhibited as well as the coloration and vertical carbonization occur, preferably at a temperature of 160-250 ℃. Is to enforce.
또한 상기 제1단계는 단축압출기를 주로 사용하게 되는데 상기 단축압출기는 압출기내부의 실린더에 압력을 높여 스크류와 실린더 계면에서의 전단력을 증가시켜 혼합효율이 더욱 증진되도록 필요시 압출기 헤드부위에 하나의 격자가 250㎛이하인 스틸 스크린(steel screen)을 3-6장 겹쳐 설치한후 혼합함이 바람직하다.In addition, the first stage mainly uses a single screw extruder. The single screw extruder increases the shear pressure at the screw and cylinder interface by increasing the pressure in the cylinder inside the extruder, so that the mixing efficiency is further enhanced. It is preferable to mix three to six sheets of steel screen (steel screen) having a thickness of 250 μm or less.
또한 니 더(kneader)공정은 그 특성상 한꺼번에 여러종류의 재료가 동시에 투입되어야 하므로 재료투입시 각성분들을 1g까지 정량제어 가능한 투입장치를 이용하여 각각 성분이 독립적으로 투입되도록 한다.In addition, in the kneader process, several kinds of materials should be added at the same time because of their characteristics.
그리고 상기 제2단계의 이축압출기 공정에서는 재활용고무의 입자를 미세하고 균일하게 분산시키며 혼합된 각첨가제들의 분산성을 향상시키기위해 실린더내의 모든 스크류의 조합이 자유롭게 설계될수있도록 인터메싱(inter-meshing)이 가능한 스크류가 장착된 이축압출기를 사용하게된다.In the second step of the twin screw extruder process, inter-meshing is performed so that all screw combinations in the cylinder can be freely designed to finely and uniformly disperse the particles of recycled rubber and to improve the dispersibility of the mixed additives. This makes it possible to use a twin screw extruder equipped with a screw.
상기한 바와같이 본 발명의 재활용고무와 혼합된 열가소성 탄성체는 열가소성수지내에 존재하는 재활용고무의 입자크기가 전체적인 물리적특성을 결정하게되므로 재활용고무의 입자크기를 효율적으로 조절할수있도록 이축압출기에 장착된 전체 스크류의 개수중 30-60%는 재생고무입자의 미세화를 위해 높은 전단력을 부여하여 재활용고무입자들을 미세한 입자로 파괴시킬수있는 니딩블록(kneading block)들을 적절히 조합함이 바람직하다.As described above, the thermoplastic elastomer mixed with the recycled rubber of the present invention determines the overall physical characteristics of the particle size of the recycled rubber present in the thermoplastic resin, so that the whole mounted on the twin-screw extruder to efficiently control the particle size of the recycled rubber 30-60% of the number of screws is appropriately combined with the kneading blocks (gneading blocks) that can give a high shear force for the miniaturization of the recycled rubber particles to break the recycled rubber particles into fine particles.
이때 상기 니딩블록 개수가 부족하게되면 고무입자를 분쇄하기위해 필요한 전단력을 충분히 제공하기 곤란하고 그 개수가 지나치게 과다하면 실린더 내부에서 과도한 열과 전단력이 발생하게 되어 이로인해 각 성분의 분자사슬이 전단되어 물성의 저하및 변색을 일으키게되는 문제가 발생하게 된다.At this time, when the number of kneading blocks is insufficient, it is difficult to provide sufficient shear force for crushing rubber particles, and when the number is excessively excessive, excessive heat and shear force are generated inside the cylinder, thereby causing the molecular chain of each component to shear and physical properties. Problems that cause the degradation and discoloration of the.
그러므로 상기 스크류 다음에는 미세한 고무입자가 열가소성수지내부에 골고루 분산될수있도록 다소의 정체를 유도하기위해 이러한 스크류다음에 용융된 재료를 밀봉할수 있도록 디스크의 형태 스크류나 역회전 스크류를 3-4개정도 삽입하여 용융밀봉을 유도함으로서 분산효율을 높이게 된다.Therefore, after the screw, insert three to four disk-type screws or counter-rotating screws to seal the molten material after the screw to induce some stagnation so that fine rubber particles can be evenly dispersed in the thermoplastic resin. By inducing melt sealing to increase the dispersion efficiency.
또한 재료의 경도를 조절하기위한 연화제는 충진제,가공조제등의 분산과 고무입자의 미세화가 완료된후에 전체스크류의 30-50%를 구성하는 더블 쓰레드(double thread)스크류를 이용하여 투입된다.이때 상기 더블 쓰레드 스크류는 과량의 연화제(전체중량의 45wt%이상)를 투입할 경우 효율을 높이기위해 연화제가 투입된후 재차 용융밀봉이 발생할수있도록 설계되어진다.In addition, the softening agent for controlling the hardness of the material is added using a double thread screw constituting 30-50% of the total screw after the dispersion of fillers, processing aids, etc. and finer rubber particles are completed. Double-threaded screw is designed to be melt-sealed again after the softener is added to increase the efficiency when an excess softener is added (more than 45wt% of the total weight).
또한 이러한 혼합을 하기위해 압출기의 실린더온도는 전체실린더 온도를 15개의 구역으로 분할하여 부분적으로 제어하게되며 하나의 실린더가 스크류조각 3-4개를 포함할수있도록하여 용융물의 온도가 160-230℃가 되도록 설정한다.In order to achieve this mixing, the cylinder temperature of the extruder is partially controlled by dividing the total cylinder temperature into 15 zones, and one cylinder can contain 3-4 screw pieces, so that the melt temperature is 160-230 ℃. Set it to
만약 스크류의 회전속도가 너무느리게 될 경우 고무입자의 크기가 전체적으로 커져 제품의 성형시 특히 압출물일 경우 표면 및 박층부위에서 표면상태가 악화되는 경향이 있고 회전속도가 너무 빠를 경우 혼련시간의 불충분으로 인해 제품의 탄성회복력이 감소되는 경향이 있으므로 본 발명에서는 이러한 사항을 감안하여 투입된 재료의 체류시간이 1분이상 2분이내가 됨과 동시에 고전단력을 부여하도록 한다.If the rotation speed of the screw is too slow, the size of the rubber particles becomes large overall, which tends to deteriorate the surface condition at the surface and thin layer, especially in the case of extruded products, and if the rotation speed is too fast due to insufficient kneading time. Since the elastic recovery force of the product tends to be reduced, in the present invention, the residence time of the injected material is not less than 1 minute and not more than 2 minutes in consideration of such matters, and at the same time, the high shear force is imparted.
이때,상기 스크류의 회전속도는 300-600rpm 정도로 설정한다.At this time, the rotation speed of the screw is set to about 300-600rpm.
따라서 본 발명에 의한 재활용고무와 혼합된 올레핀계 고분자를 이용한 열가소성 탄성체 와 그제조방법에 다르면 투습차단성이 높으며 별도의가교공정을 거치지 않고도 카렌다(calender)공정을 통하여 성형이 가능한 경도가 ASTM Shore A 의 영역에 있는 방수시트를 얻을 수 있다.Therefore, according to the thermoplastic elastomer using the olefin-based polymer mixed with the recycled rubber according to the present invention and the manufacturing method thereof, the moisture permeability is high and the hardness that can be formed through a calender process without going through a separate crosslinking process is ASTM Shore A You can get a waterproof sheet in the area of.
이에 높은 수분차단성을 요구하는 제품에 사용이 가능함은 물론 올레핀계 고분자를 사용하여 내후성이 우수하므로 노출,비노출의 자착식형 고무화 아스팔트 방수시트 제품등에 적용할 수 있는 이점이 잇다.Therefore, it can be used in products requiring high moisture barrier properties, and also has excellent weather resistance by using olefinic polymer, so it can be applied to self-adhesive rubberized asphalt waterproof sheet products of exposure and non-exposure.
또한 사출,압출,카렌다링,티다이스 가공공정을 요구하는 대부분의 차수,방수제품제조에 적용이 가능하다.It is also applicable to the manufacture of most orders and waterproof products requiring injection, extrusion, calendar ring, and tide processing.
이상에서 서술한 각종원료 및 첨가제를 일정범위내에서 본 발명이 제시하는 공법에 의해 제조했을 경우 본 발명이 목적으로하는 것들을 유효하게 얻을수있으며 더욱 상세한 사항은 이하 실시예를 통해 설명한다.When the various raw materials and additives described above are manufactured by the method proposed by the present invention within a certain range, the objects of the present invention can be effectively obtained, and more details will be described through the following examples.
이를 사용한 실시예는 표7에서 표20 까지이며 시험을 실시한 업체는 한국석유공업(주) 기술연구소에서 실시하였다.Examples using this are in Table 7 to Table 20 and the company that conducted the test was carried out at the Korea Research Institute of Petroleum Technology.
사용된 성분과 특성은 다음과 같이 표1내지 표6에 각각 표시되었다.The components and properties used are shown in Tables 1 to 6, respectively, as follows.
표1Table 1
성분A(수첨 개질된 Olefin Polymers)Component A (Hydrogenated Olefin Polymers)
표2Table 2
성분B(Thermo Plastic Polymers)Component B (Thermo Plastic Polymers)
표3Table 3
성분C(Metallocene 개질된 Olefin Polymers)Component C (Metallocene Modified Olefin Polymers)
표4Table 4
성분D(RUBBER)Component D (RUBBER)
표5Table 5
성분E(Tackifying 개질된 Olefin Polymers)Component E (Tackifying Modified Olefin Polymers)
표6Table 6
충진제Filler
이를 사용한 실시예는 표7에서 표20 까지이며 시험을 실시한 업체는 한국석유공업(주) 기술연구소에서 실시하였다.Examples using this are in Table 7 to Table 20 and the company that conducted the test was carried out at the Korea Research Institute of Petroleum Technology.
성분 A,B,C,D를 40m/m Twin-Extruder를 이용하여 160~230℃의 조건으로 혼합하고 기계적물성 변화를 관찰한후 그 결과를 표8에 나타내었다. 시험결과에 나타나듯이 온도의존 성능의 장력 및 신율에서 물성저하가 나타남을 알 수 있다.The components A, B, C, and D were mixed under the conditions of 160-230 ° C. using a 40m / m Twin-Extruder, and the mechanical properties were observed. The results are shown in Table 8. As shown in the test results, it can be seen that the physical property decreases in the tension and elongation of the temperature-dependent performance.
표7Table 7
표8Table 8
폐타이어 시트 샘플의 물성측정Measurement of Physical Properties of Waste Tire Sheet Samples
(실시예1)과 유사하나 시편의 두께를 차별하여 제작하였고 Twin- Extruder의 조건은 동일하였으며 기계적물성 변화를 관찰한 후 그 결과를 표10에 나타내었으며 온도의존 성능시험의 장력,신율에 대한 물성저하가 나타남을 알 수 있다.Similar to Example 1, but with different thicknesses of specimens. The conditions of Twin-Extruder were the same, and the results of the mechanical properties were observed and the results are shown in Table 10. It can be seen that the degradation appears.
표9Table 9
표10Table 10
폐타이어 시트 샘플의 물성측정Measurement of Physical Properties of Waste Tire Sheet Samples
온도의존 성능의 물성향상을 위해 성분 A와 C의 함량을 높이고 성분 D의 함량을 낮춘 상태에서 혼합하였으며 혼련, 분산시 스크류의 회전속도는 350RPM으로 하였으며 성분의 투입속도는 800kg/h로 하였다.In order to improve the properties of temperature-dependent performance, the contents of components A and C were increased and the contents of component D were lowered and mixed. The screw rotation speed was 350 RPM during kneading and dispersion, and the input speed of the components was 800 kg / h.
기계적물성의 변화를 표12에 나타내었다.Changes in mechanical properties are shown in Table 12.
표11Table 11
표12Table 12
폐타이어 시트 샘플의 물성측정Measurement of Physical Properties of Waste Tire Sheet Samples
(실시예3)에서 나타난 결과처럼 온도의존 성능의 물성향상이 개선이 되지 않으므로 성분 A의 함량을 더 높이고 성분 B와 C는 감량하고 성분 F의 함량을 높였다.As shown in Example 3, the improvement of the physical properties of the temperature dependent performance is not improved, so the content of component A is higher, components B and C are reduced, and component F is increased.
혼련,분산시 Twin-Extruder의 회전속도는 350RPM으로 하였으며 온도는 160-250℃로 하였다.When kneading and dispersing, the rotation speed of Twin-Extruder was 350RPM and the temperature was 160-250 ℃.
시편의 기계적물성의 변화를 표14에 나타내었다.The mechanical properties of the specimens are shown in Table 14.
표13Table 13
표14Table 14
폐타이어 시트 샘플의 물성측정Measurement of Physical Properties of Waste Tire Sheet Samples
(실시예4)에서 나타난 온도의존 성능의 물성은 표준에 가까웠으며 대량생산시의 원가절감을 위해 성분 A와 B를 균등하게 감량하고 성분 D의 함량을 높여 제작하였으며 혼련,분산시의 상태는 (실시예4)와 동일하며 기계적물성의 변화를 표16에 나타내었다.The physical properties of the temperature-dependent performance shown in Example 4 were close to the standard, and the components A and B were reduced evenly and the content of component D was increased to reduce the cost in mass production. Same as Example 4), the change in mechanical properties is shown in Table 16.
표15Table 15
표16Table 16
폐타이어 시트 샘플의 물성측정Measurement of Physical Properties of Waste Tire Sheet Samples
(실시예5)에서 나타났듯이 원가 절감을 위한 성분함량과 변화는 전체 물성저하를 보였으며 금번 실시에서는 성분 B와 C의 함량을 높였고 성분 D를 평적으로 안정되게 하였으며 Twin -Extruder 의 회전속도는 350RPM으로 하였고 온도는 160~230℃로 하였다.As shown in (Example 5), the component content and change for cost reduction showed a decrease in the overall physical properties. In this example, the contents of components B and C were increased, component D was stabilized flat, and the rotation speed of the Twin-Extruder was 350 RPM and the temperature was 160 ~ 230 ℃.
표17Table 17
표18Table 18
폐타이어 시트 샘플의 물성측정Measurement of Physical Properties of Waste Tire Sheet Samples
전체물성의 안정과 특히 온도의존 성능에 대한 물성향상의 대책으로 성분 B 와 C를 소량 개량하였고 Twin-extrude의 회전속도와 온도조건은 (실시예6)과 동일하며 시편의 기계적물성 변화를 표 20에 나타내었다.In order to stabilize the overall physical properties and to improve the physical properties, in particular, the temperature dependent performance, the components B and C were improved in small amounts. The rotation speed and temperature conditions of the twin-extrude are the same as in Example 6. Shown in
표19Table 19
표20Table 20
폐타이어 시트 샘플의 물성측정Measurement of Physical Properties of Waste Tire Sheet Samples
상기 표20에 나타난것처럼 본 발명에 의해 제조된 방수시트의 물성향상에 만족한 결과를 얻었으며 상기 표20의 물성기준은 공업표준규격 KS F 4934에 준한다.As shown in Table 20, a satisfactory result of the improvement of physical properties of the waterproof sheet manufactured by the present invention was obtained, and the property criteria of Table 20 are in accordance with KS F 4934.
본 발명에 의해 제조된 방수시트와 관련하여 2010년 10월 11일 실시예 표 20의 시험데이타를 확인하고 2010년 11월 한국석유공업(주)에서 '자원재활용 개발의 일환으로 폐타이어 분쇄물과(분말포함)열가소성물질을 혼합하여 생산한 토목,건축용 시트생산,공급,용도개발에 대한 협약서(MOU)'를 체결하였고 이에대한 독점공급계약을 맺었다.본 발명에 의해 제조된 자착식형 고무화 아스팔트 방수시트는 E.P.D.M 및 부틸고무와 같은 고 가격의 제품과 수입제품을 대체하고자 한다.(MOU 복사본참조)Regarding the waterproof sheet manufactured by the present invention, the test data of the example of Table 20 on October 11, 2010 was confirmed, and in November 2010, the Korea Petroleum Industries Co., Ltd. Signed an exclusive supply agreement for civil engineering, building sheet production, supply, and development of mixed thermoplastic materials (including powder), and signed an exclusive supply contract for the self-supporting rubberized asphalt manufactured by the present invention. Waterproof sheets are intended to replace expensive and imported products such as EPDM and butyl rubber (see copy of MOU).
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KR1020110076531A KR101116043B1 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Thermo plastic elastomer and process for self adhesive rubberized asphalt sheet |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020110076531A KR101116043B1 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Thermo plastic elastomer and process for self adhesive rubberized asphalt sheet |
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KR1020110076531A KR101116043B1 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Thermo plastic elastomer and process for self adhesive rubberized asphalt sheet |
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Citations (3)
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JPH0314854A (en) * | 1989-03-17 | 1991-01-23 | Ube Ind Ltd | Thermoplastic resin composition |
JPH0496956A (en) * | 1990-08-14 | 1992-03-30 | Toyota Motor Corp | Polypropylene composition |
JPH0496957A (en) * | 1990-08-14 | 1992-03-30 | Toyota Motor Corp | Polypropylene composition for part having high impact resistance |
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2011
- 2011-07-29 KR KR1020110076531A patent/KR101116043B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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