KR101507530B1 - 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 tpo 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제 및 이를 이용한 분리 방법 - Google Patents

자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 tpo 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제 및 이를 이용한 분리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 인스트루먼트 패널 스킨 소재인 TPO(thermoplastic olefin)표면에 우레탄 필름이 코팅된 자동차 인스트루먼트 패널 스킨으로부터 순수 TPO의 재활용을 위한 우레탄 필름 분리제 및 이를 이용한 분리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리제를 사용하여 자동차 인스트루먼트 패널 스킨 시트 코팅 공정불량품 또는 공정 중 발생되는 스크랩으로부터 TPO 소재의 표면에 코팅된 우레탄 필름을 소재의 손상 없이 완전히 분리시킴으로써, 순수한 TPO 소재를 재생, 부가가치가 높은 분야에 재활용 할 수 있고, 친환경적이고 효율적으로 우레탄 필름을 분리할 수 있는 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제 및 이를 이용한 분리 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 수산화나트륨(Caustic Soda) 또는 수산화칼륨(Potassium Hydroxide) 알칼리 수용액 10 ~ 40중량％와; 알코올 혼합물 20 ~ 50중량％와; 에테르계 용제 1 ~ 5중량％와; 비이온 계면활성제 0.5 ~ 5.0중량%와; 물 30 ~ 50중량％;로 조성됨을 특징으로 한 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제를 제공된다.
또한 표면 활성화단계(S100)와; 분리제에 의한 우레탄 필름 분리단계(S110)와; 슬러지 고-액 분리단계(S120)와; 회수분리액 재사용단계(S130)와; 수세단계(S140)와; 건조단계(S150)로; 구성됨을 특징으로 한 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제를 이용한 분리 방법이 제공된다.

Description

자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제 및 이를 이용한 분리 방법{Separation chemical mixture and mechanical method of urethane film from automotive instrument panel skin for TPO recycle}
본 발명은 자동차 인스트루먼트 패널 스킨 소재인 TPO(thermoplastic olefin)표면에 우레탄 필름이 코팅된 자동차 인스트루먼트 패널 스킨으로부터 순수 TPO의 재활용을 위한 우레탄 필름 분리제 및 이를 이용한 분리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리제를 사용하여 자동차 인스트루먼트 패널 스킨 시트 코팅 공정불량품 또는 공정 중 발생되는 스크랩으로부터 TPO 소재의 표면에 코팅된 우레탄 필름을 소재의 손상 없이 완전히 분리시킴으로써, 순수한 TPO 소재를 재생, 부가가치가 높은 분야에 재활용 할 수 있고, 친환경적이고 효율적으로 우레탄 필름을 분리할 수 있는 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제 및 이를 이용한 분리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 인스트루먼트 패널은 운전석과 조수석을 이루는 차량 실내의 전방부분에 배치되어 운전에 필요한 각종 전장품, 오디오 장치, 공조장치, 에어백 장치 등이 장착되는데, 이러한 인스트루먼트 패널은 크래쉬 패드라고 지칭하기도 한다.
이러한 인스트루먼트 패널은 금형부재에 인스트루먼트 스킨을 진공 압착 성형하여 이루어지고, 상기 인스트루먼트 패널과 같은 자동차 내장재의 표피재로 사용되는 인스트루먼트 패널 스킨에는 친환경 소재로 비할로겐 소재를 그리고, 비염소계소재로서 가볍고 재활용성이 탁월하며 유해물질 발생이 없고 표면질감 유지력이 우수하며 부드럽고 우수한 촉감을 가지는 동시에 자외선 차단 안정성이 우수하여 장기사용에도 변색이 발생되지 않는 TPO 수지를 적용하고 있다.
이와 같은 인스트루먼트 패널 스킨의 구조는 TPO 스킨층을 중심으로 전면에 표면보호 코팅층과 후면에 우레탄 프라이머층과 우레탄폼층이 결합되어 있는 구조로 이루어진다.
그리고 인스트루먼트 패널 스킨은 시트 상태에서 진공성형방법으로 인스트루먼트 패널의 표면에 부착되는데, 이때 진공성형과정 중의 불량으로 발생되는 인스트루먼트 패널 스킨과 특히 공정 중 발생되는 여분의 스크랩은 현재 산업폐기물로 분류되어 배출되고 있다.
이렇게 발생되는 스크랩은 기존 PVC소재에서 TPO소재로 빠르게 전환됨과 동시에 차량의 증가에 따라 해마다 증가됨으로써 다량의 산업폐기물 발생으로 인한 자원의 낭비를 초래하고 있었다.
따라서 이와 같은 문제를 해소하기 위한 인스트루먼트 패널 스킨 스크랩의 재활용 방법으로 가장 널리 적용되고 있는 방법으로는 이를 파쇄, 용융시켜 플라스틱 가공품으로 가공하는 것이다.
그러나 상기와 같은 방법은 인스트루먼트 패널 스킨의 표면에 코팅되어 있는 우레탄 필름과 우레탄폼도 함께 TPO 수지에 혼합됨으로서 수지의 색상변화와 물성의 저하를 가져옴으로 인해 인스트루먼트 패널 스킨 시트로 재활용되지 못하고 저급의 플라스틱 사출물로만 가공되는 등 사용용도가 한정되는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 인스트루먼트 패널 스킨 표면에 코팅된 우레탄 필름과 우레탄폼만을 제거하기 위하여 물리적 또는 화학적인 어떠한 방법도 시도된 적이 없었음에 따라 인스트루먼트 패널 스킨으로 부터 우레탄 필름과 우레탄 폼만을 별도로 제거하기 위한 방법이 절실하게 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, TPO소재의 자동차 인스트루먼트 패널 스킨에 코팅되어 있는 우레탄 필름과 우레탄 폼을 완전하게 분리하여 연신율 및 충격강도 등의 물성변화 없이 자동차 인스트루먼트 패널용 스킨용 TPO소재로 재사용할 수 있도록 한 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, TPO 소재의 표면에 코팅된 우레탄 필름 및 우레탄폼을 소재의 손상 없이 완전히 분리시킬 수 있는 것은 물론이고, 폐수발생이 없고 친환경적이며 효율적인 우레탄 필름 분리제를 이용한 분리 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수산화나트륨(Caustic Soda) 또는 수산화칼륨(Potassium Hydroxide) 알칼리 수용액 10 ~ 40중량％와; 알코올 혼합물 20 ~ 50중량％와; 에테르계 용제 1 ~ 5중량％와; 비이온 계면활성제 0.5 ~ 5.0중량%와; 물 30 ~ 50중량％;로 조성됨을 특징으로 한 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제를 제공한다.
또한 표면 활성화단계(S100)와; 분리제에 의한 우레탄 필름 분리단계(S110)와; 슬러지 고-액 분리단계(S120)와; 회수분리액 재사용단계(S130)와; 수세단계(S140)와; 건조단계(S150)로; 구성됨을 특징으로 한 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제를 이용한 분리 방법을 제공한다.
본 발명은 종래와 달리 부가가치가 높은 분야에 재활용이 가능한 양질의 TPO소재를 얻을 수 있는 것은 물론이고, 종래의 방법에 비하여 단위 시간당 얻을 수 있는 TPO소재의 생산량이 증가되어 생산 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 동시에 소재품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고 분리단계에서 사용한 필름 분리제는 고-액 상분리를 통하여 재활용이 가능할 뿐만 아니라, 필름 분리제의 끓는점이 높아 분리단계에서 증발에 의한 자연 감소가 최소화됨으로써 사용량도 감소시킬 수 있고, 세척수 역시 재사용하므로 폐수의 무방류 시스템을 갖출 수 있게 되어 환경보전과 더불어 공정비용 역시 크게 절감시킬 수 있는 고효율 친환경 자원 재생 프로세스를 제공할 수 있는 등 여러 가지의 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 TPO 소재의 우레탄 필름 분리방법의 공정도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 TPO 소재의 우레탄 필름 분리방법의 공정도이다.
본 발명은 자동차 범퍼 TPO 소재의 표면에 코팅되어 있는 우레탄 필름과 우레탄 폼을 분리시켜 순수한 TPO 소재를 얻을 수 있고, 우레탄 필름의 분리 시 TPO소재 표면의 물리화학적 손상을 최소화하면서 다양한 분야에 재활용 할 수 있는 양질의 TPO 소재를 가장 경제적으로 얻을 수 있도록 한 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제 및 이를 이용한 분리 방법에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제는 수산화나트륨(Caustic Soda) 또는 수산화칼륨(Potassium Hydroxide) 알칼리 수용액 10 ~ 40중량％와; 알코올 혼합물 20 ~ 50중량％와; 에테르계 용제 1 ~ 5중량％와; 비이온 계면활성제 0.5 ~ 5.0중량%와; 물 30 ~ 50중량％;로 구성되어 있다.
이때 상기 알코올 혼합물은 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol)또는, 프로필렌 글리콜(Propylene Glycol)또는, 부틸렌 글리콜(Butylene Glycol)또는, 글리세롤(Glycerol)의 다가 알코올 중 어느 한가지 이상과, 2-하이드록시메틸휴란(2-Hydroxymethylfuran)또는, 하이드록시메틸 벤젠(Hydroxymethylbenzene)의 1가 알코올 중 어느 한가지 이상이 1:1 내지 2:1의 중량비로 혼합되어 전체 분리제 100중량%에 대하여 20 ~ 50중량%로 구성된다.
그리고 에테르계 용제는 부틸글리시딜에테르(Butyl- glycidyl Ether)또는, 페닐글리시딜에테르(Phenylglycidyl Ether)또는, 디에틸렌글리콜 모노 부틸에테르(Diethyleneglycol monobutyl Ether)계 용제 중 어느 한가지 이상이 전체 분리제 100중량%에 대하여 1 ∼ 5중량％로 구성되어 있다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 우레탄 필름 분리제를 이용하여 자동차 인스트루먼트 패널 스킨의 진공성형 시 발생되는 스크랩으로 부터 소재의 화학적 손상 없이 친환경적으로 우레탄 필름을 분리 할 수 있는 본 발명의 우레탄 필름 분리 방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 TPO 소재의 우레탄 필름 분리 방법은 우레탄 필름으로 코팅된 TPO 소재의 표면 활성화단계(S100)와; 분리제에 의한 우레탄 필름 분리단계(S110)와; 슬러지 고-액 분리단계(S120)와; 회수분리액 재사용단계(S130)와; 수세단계(S140)와; 건조단계(S150);의 총 6단계로 이루어진다.
첫번째로 제1단계는 표면 활성화단계(S100)로서, TPO소재의 표면에 코팅되어 있는 우레탄 필름에 상기의 분리제 조성물이 잘 침투되어 분리가 빠르게 진행될 수 있도록 우레탄 필름 표면에 스크래치를 만드는 전처리 단계인데, 이는 약품을 사용하는 분리공정에서 소재를 투입하기 직전에 기계적 파쇄 등 별도의 물리적 과정을 통하여 코팅된 필름에 스크래치를 형성시키는 단계이다.
제1단계가 완료되면 제2단계의 우레탄 필름 분리단계(S110)를 진행하면 되는데, 이는 제1단계를 통과한 소재를 본 발명의 필름 분리제가 투입되어 있는 분리탱크에 투입하여 TPO소재에 코팅된 우레탄 필름을 분리시키는 단계이다.
여기서 파쇄품의 경우 300 ∼ 500rpm 정도로 회전 교반되는 탱크 내에서 80∼ 110℃의 온도에서 30 ~ 40분 동안 분리 처리시키고, 출고 원형상태의 경우에는 침적-분리액 스프레이-침적의 공정 싸이클을 통하여 소재의 표면에 코팅된 우레탄 필름을 분리시킨다.
제2단계가 완료되면 제3단계를 진행하면 되는데, 이는 슬러지 고-액 분리단계(S120)로서, 분리제 혼합물과 분리된 우레탄 필름이 혼합된 슬러지 혼합물을 연속식 여과장치를 통해 고-액 분리하여 우레탄 필름 고형분을 공정 중에 연속하여 제거시키는 단계이다.
제3단계가 완료되면 회수분리제 재사용단계(S130)인 제4단계를 진행하게 되는데, 이는 연속적인 우레탄박리 공정과정에서 여과장치를 통과한 미세한 우레탄 필름입자가 장시간의 공정과정에서 일부 용해 혼합된 오염된 분리제를 재생시켜 재사용하는 단계로서, 오염된 회수 분리제 용액을 일정시간 정치시켜 상분리한 다음 분리된 슬러지는 탈수 건조시켜 소각 등의 방법으로 폐기 처리하고, 회수한 분리제는 상기의 분리제 조성으로 재조정후 제 2단계의 공정으로 순환시켜 보급제로 사용함으로서 환경오염을 줄이면서 분리약품의 경제성을 극대화 할 수 있다.
그리고 제5단계는 수세단계(S140)로서, 제2단계와 제3단계에서 얻어진 TPO소재에 단순 부착된 우레탄 필름 슬러지와 분리제 성분을 제거하기 위한 수세 단계인데, 이는 수세의 효율성을 위하여 40 ~ 50℃에서 5 ~ 10분 동안 세척을 진행한다.
이때 사용된 수세수는 슬러지와 쉽게 분리되므로 분리된 분리제 액상성분은 제4단계의 보급제 제조 시 희석제로 사용되고, 슬러지의 경우 압착처리과정을 거친 후 열건조시켜 고체 폐기물화한다.
마지막으로 제6단계는 건조단계(S150)로서, 제5단계에서 온수로 세척된 TPO소재를 건조하는 단계인데, 이와 같은 건조단계(S150)를 거침으로써 인스트루먼트 패널 스킨 TPO소재의 재활용을 위하여 우레탄 필름을 분리시키는 일련의 공정과정이 완료된다.
전기한 바와 같이 본 발명은 종래와 달리 부가가치가 높은 분야에 재활용이 가능한 양질의 TPO소재를 얻을 수 있는 것은 물론이고, 종래의 방법에 비하여 단위 시간당 얻을 수 있는 TPO소재의 생산량이 증가되어 생산 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 동시에 소재품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고 분리단계에서 사용한 필름 분리제는 고-액 상분리를 통하여 재활용이 가능할 뿐만 아니라, 필름 분리제의 끓는점이 높아 분리단계에서 증발에 의한 자연 감소가 최소화됨으로써 사용량도 감소시킬 수 있고, 세척수 역시 재사용하므로 폐수의 무방류 시스템을 갖출 수 있게 되어 환경보전과 더불어 공정비용 역시 크게 절감시킬 수 있는 고효율 친환경 자원 재생 프로세스를 제공할 수 있는 등 여러 가지의 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부한 도면에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변형 및 변환이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 명백할 것이다.

Claims (4)

  1. 수산화나트륨(Caustic Soda) 또는 수산화칼륨(Potassium Hydroxide) 알칼리 수용액 10 ~ 40중량％와; 알코올 혼합물 20 ~ 50중량％와; 에테르계 용제 1 ~ 5중량％와; 비이온 계면활성제 0.5 ~ 5.0중량%와; 물 30 ~ 50중량％;로 조성됨에 있어서, 알코올 혼합물은 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol)또는, 프로필렌 글리콜 (Propylene Glycol)또는, 부틸렌 글리콜(Butylene Glycol)또는, 글리세롤(Glycerol)의 다가 알코올 중 어느 한가지 이상과, 2-하이드록시메틸휴란 (2-Hydroxymethylfuran)또는, 하이드록시메틸 벤젠 (Hydroxymethylbenzene)의 1가 알코올 중 어느 한가지 이상이 1:1 내지 2:1의 중량비로 혼합되어 전체 분리제 100중량%에 대하여 20 ~ 50중량%로 조성됨을 특징으로 한 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 에테르계 용제는 부틸글리시딜에테르(Butyl- glycidyl Ether)또는, 페닐글리시딜에테르(Phenylglycidyl Ether)또는, 디에틸렌글리콜 모노 부틸에테르(Diethyleneglycol monobutyl Ether)계 용제 중 어느 한가지 이상을 전체 분리제 100중량%에 대하여 1 ∼ 5중량％로 조성됨을 특징으로 한 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제.
  4. 표면 활성화단계(S100)와; 분리제에 의한 우레탄 필름 분리단계(S110)와; 슬러지 고-액 분리단계(S120)와; 회수분리액 재사용단계(S130)와; 수세단계(S140)와; 건조단계(S150)로; 구성됨에 있어서, 상기 우레탄 필름 분리단계(S110)의 분리제는 수산화나트륨(Caustic Soda) 또는 수산화칼륨(Potassium Hydroxide) 알칼리 수용액 10 ~ 40중량％와; 알코올 혼합물 20 ~ 50중량％와; 에테르계 용제 1 ~ 5중량％와; 비이온 계면활성제 0.5 ~ 5.0중량%와; 물 30 ~ 50중량％;로 조성됨에 있어서, 알코올 혼합물은 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol)또는, 프로필렌 글리콜 (Propylene Glycol)또는, 부틸렌 글리콜(Butylene Glycol)또는, 글리세롤(Glycerol)의 다가 알코올 중 어느 한가지 이상과, 2-하이드록시메틸휴란 (2-Hydroxymethylfuran)또는, 하이드록시메틸 벤젠 (Hydroxymethylbenzene)의 1가 알코올 중 어느 한가지 이상이 1:1 내지 2:1의 중량비로 혼합되어 전체 분리제 100중량%에 대하여 20 ~ 50중량%로 조성됨을 특징으로 한 자동차 인스트루먼트 패널 스킨용 TPO 소재 재생을 위한 우레탄 필름 분리제를 이용한 분리 방법.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5183514A (en) * 1991-04-01 1993-02-02 Texaco Chemical Company Process for dissolving or removing rigid polyurethane foam by contacting with 1,2-dimethyl imidazole
JPH05185024A (ja) * 1992-01-16 1993-07-27 Mitsubishi Motors Corp 塗膜の除去方法
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