KR101756821B1 - 폐플라스틱을 이용한 합성목재 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

폐플라스틱을 이용한 합성목재 및 그의 제조 방법이 개시된다. 섬유질을 140~160 ℃로 예열된 혼합기에 넣고, 제습기를 가동하여 수분함량 2~4%로 건조하는 1차 건조단계(S100); 상기 1차 건조단계(S100)를 거친 상기 섬유질을 분쇄기를 통해 20~120mesh로 분쇄하는 분쇄단계(S200); 상기 분쇄단계(S200)를 거친 상기 섬유질은 최종혼합물 100중량부 기준으로, 상기 섬유질40~60중량부, 플라이애쉬 2~4중량부, 희토류 1~3중량부, 견운모 1~3중량부, 황토 1~4중량부를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 1차 혼합물 제조단계(S300); 상기 1차 혼합물 제조단계(S300)를 거친 상기 1차 혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 2차 건조단계(S400); 상기 2차 건조단계(S400)를 거친 상기 1차 혼합물에 최종혼합물 100중량부 기준으로, 고분자수지 30~50중량부 및 생분해성고분자 0~15중량부를 혼합하여 상기 최종혼합물을 제조하는 최종혼합물 제조단계(S500); 상기 최종혼합물 제조단계(S500)를 거친 상기 최종혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 3차 건조단계(S600);를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.
따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 폐플라스틱을 이용한 합성목재 및 그의 제조 방법을 이용할 경우에는 충격저항성, 열팽창율, 길이선열팽장 등의 물리적 특성이 우수한 합성목재를 얻을 수 할 수 있고, 플라이애쉬가 포함됨으로써 블리딩 현상이 감소되고, 수밀성이 향상되며, 사용용도에 맞게 압출 또는 사출 성형이 용이하여 건축 내장재, 외장재, 도어, 싱크대, 가드레일 등의 다양한 용도에 사용이 가능하다.

Description

폐플라스틱을 이용한 합성목재 및 그의 제조 방법{Wood plastic composite made of waste plastics and a method of manufacturing the same}
본 발명은 합성목재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐플라스틱을 이용하여 충격저항성, 열팽창율, 인장 및 굴곡 하중 등 물리적 성질이 우수하고, 휘발성유기화합물(VOCs)과 중금속 방출이 적은 합성목재에 관한 것이다.
최근 천연목재에 대한 소비자의 선호도가 크게 증가하고 있으나, 천연목재의 벌목에 따른 이산화탄소 증가로 인한 환경파괴 우려가 증폭되면서 천연목재를 대체할 수 있는 소재 개발에 대한 목소리가 높아지고 있다. 특히, 천연목재의 수요가 많은 건축자재의 경우 더욱 그러하다.
이러한 배경에서 최근 천연목재와 유사한 질감과 외관을 가진 합성목재 및 이러한 합성목재를 제조할 수 있는 방법에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다.
최근, 합성목재는 폴리스티렌, 폴리에틸린 등과 같은 열가소성 수지에 목분, 갈대, 대나무 등과 같은 셀룰로오스계 식물의 분말을 혼합한 조성물을 압출 가공한 후 적당한 형상 및 크기로 제조된다. 이러한 합성목재의 경우, 가공성이 우수하고 난연성도 가지며 가격이 저렴하여 수요가 확대되고 있다.
합성목재(Wood Plastic Composite;WPC)는 오늘날 사회의 요구를 충족하는 몇 가지 바람직한 특성을 제공한다. 그 하나는 환경 보호이며 목질원료로 폐기물, 미이용 재료 등을 이용할 수 있고, 플라스틱원료에도 산업 폐기된 폐플라스틱을 사용할 수 있다. 또한, 재료에 내재된 열가소성을 이용하여 제품의 사용을 마친 후 다시 성형하여 재사용이 가능하다. 이러한 재활용은 오늘날 요구되고 있는 지속적인 물질 순환사회의 구축을 위해 큰 기여를 기대할 수 있다. 또한 안전하고 안심할 수 있는 주거환경을 제공하기 위해 낮은 휘발성유기화합물(VOCs)을 방출하는 건축 재료로서 WPC가 차지하는 역할에 큰 기대가 모아지고 있다.
그러나 종래의 합성목재는 길이 선열팽창계수가 크고, 휨과 충격 강도가 약하여 열변형과 수평불량 등 뒤틀림 현상이 발생되고, 물이 고여 있을 때 휘어지는 수분 습열 휨 강도와 굽힘모멘트 및 내충격성의 약화에 따른 물의 고임 현상이 발생되며, 길이 방향 선열팽창에 따른 변형과 낮은 굽힘모멘트 및 저 내충격성에 따른 꺼짐 현상이 발생되어 교체주기가 짧은 단점이 있었다.
또한, 외부 온도에 따른 수축 및 팽창으로 인해 변형이 발생되고, 나사못 유지력이 약화되어 낮은 인장 및 압축 강도, 저 내충격성에 기인하여 갈라짐 현상이 발생되며, 접착제와 기름 등이 함유된 저품질의 폐 건축자재를 사용함으로써 비소, 크롬, 납, 카드뮴 등의 인체에 유해한 중금속이 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 단점을 보완하기 위한 종래의 기술을 살펴보면, 등록특허 제 10-1180906호 "섬유질플라스틱 복합재 및 이의 제조방법"에서는 섬유질을 목재, 목재 생산물, 비목재 제지섬유, 짚, 잔디, 갈대, 인피 섬유를 가진 줄기, 잎 섬유, 재활용지 및 대나무로 이루어진 군에서 선택되는 것으로 하고 보강제, 결합제 및 항균제 등을 포함하여 충격강도, 내후성, 내곰팡이성, 난연성이 높은 합성목재를 개시하고 있다.
그러나 상기와 같이 목재나 짚, 잔디 등의 경우 부식 방지를 위해 방부제를 사용하므로 환경과 건강을 해칠 수 있다.
등록특허 제 10-1180906호 "섬유질플라스틱 복합재 및 이의 제조방법"
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 충격저항성, 열팽창율, 인장 및 굴곡 하중 등 물리적 성질이 우수한 폐플라스틱을 이용한 합성목재 및 그의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 휘발성유기화합물(VOCs)과 중금속 방출이 적은 폐플라스틱을 이용한 합성목재 및 그의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 플라이애쉬가 포함됨으로써 블리딩 현상이 감소되고, 유동성과 수밀성이 향상된 폐플라스틱을 이용한 합성목재 및 그의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 견운모와 희토류를 첨가하므로써 원적외선이 방출되는 목재플라스틱합성재를 제조하여 미생물 및 해충으로부터 목재플라스틱합성재가 보호될 수 있는 폐플라스틱을 이용한 합성목재 및 그의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 섬유질을 140~160 ℃로 예열된 혼합기에 넣고, 제습기를 가동하여 수분함량 2~4%로 건조하는 1차 건조단계(S100); 상기 1차 건조단계(S100)를 거친 상기 섬유질을 분쇄기를 통해 20~120mesh로 분쇄하는 분쇄단계(S200); 상기 분쇄단계(S200)를 거친 상기 섬유질은 최종혼합물 100중량부 기준으로, 상기 섬유질40~60중량부, 플라이애쉬 2~4중량부, 희토류 1~3중량부, 견운모 1~3중량부, 황토 1~4중량부를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 1차 혼합물 제조단계(S300); 상기 1차 혼합물 제조단계(S300)를 거친 상기 1차 혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 2차 건조단계(S400); 상기 2차 건조단계(S400)를 거친 상기 1차 혼합물에 최종혼합물 100중량부 기준으로, 고분자수지 30~50중량부 및 생분해성고분자 0~15중량부를 혼합하여 상기 최종혼합물을 제조하는 최종혼합물 제조단계(S500); 상기 최종혼합물 제조단계(S500)를 거친 상기 최종혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 3차 건조단계(S600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 합성목재의 제조 방법을 제공한다.
더욱이, 상기 섬유질은 코코넛 섬유, 팜 야자수 섬유, 옥수수 섬유, 해바라기씨, 콩껍질 섬유, 민들레 뿌리, 토마토 껍질 섬유, 대나무, 면, 마, 모, 유리섬유 중 선택되는 하나 이상의 섬유질을 포함할 수 있다.
나아가, 상기 고분자수지는 PP(Polypropylene), PE(Polyethylene), PES(Polyethersulfone), PVC(Polyvinyl chloride), ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene), PS(polystyrene), PC(Polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), PET(polyethylene terephthalate), PBT(poly-butylene-terephthalate), PA(Polyamide) 중 선택되는 둘 이상의 고분자수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 생분해성고분자는 PCL(Polycaprolactone), PLA(Poly Lactic Acid), 전분, 폴리우레탄류(Polyurethane) 중 선택되는 하나 이상의 생분해성고분자를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 방법에 의해서 제조되는 폐플라스틱을 이용한 합성목재를 제공한다.
삭제
상기와 같은 본 발명에 따른 폐플라스틱을 이용한 합성목재 및 그의 제조 방법을 이용할 경우에는 충격저항성, 열팽창율, 길이 선열팽창 등의 물리적 특성이 우수한 합성목재를 얻을 수 있다.
또한, 플라이애쉬가 포함됨으로써 블리딩 현상이 감소되고, 수밀성이 향상되며, 사용용도에 맞게 압출 또는 사출 성형이 용이하여 건축 내장재, 외장재, 도어, 싱크대, 가드레일 등의 다양한 용도에 사용이 가능한 장점이 있다.
삭제
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공정도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공정도이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 폐플라스틱을 이용한 합성목재의 제조과정은, 섬유질을 140~160 ℃로 예열된 혼합기에 넣고, 제습기를 가동하여 수분함량 2~4%로 건조하는 1차 건조단계(S100); 상기 1차 건조단계(S100)를 거친 상기 섬유질을 분쇄기를 통해 20~120mesh로 분쇄하는 분쇄단계(S200); 상기 분쇄단계(S200)를 거친 상기 섬유질은 최종혼합물 100중량부 기준으로, 상기 섬유질40~60중량부, 플라이애쉬 2~4중량부, 희토류 1~3중량부, 견운모 1~3중량부, 황토 1~4중량부를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 1차 혼합물 제조단계(S300); 상기 1차 혼합물 제조단계(S300)를 거친 상기 1차 혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 2차 건조단계(S400); 상기 2차 건조단계(S400)를 거친 상기 1차 혼합물에 최종혼합물 100중량부 기준으로, 고분자수지 30~50중량부 및 생분해성고분자 0~15중량부를 혼합하여 상기 최종혼합물을 제조하는 최종혼합물 제조단계(S500); 상기 최종혼합물 제조단계(S500)를 거친 상기 최종혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 3차 건조단계(S600);를 포함하여 구성된다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 섬유질을 140~160℃로 예열된 상기 혼합기에 넣고, 상기 제습기를 가동하여 수분함량 2~4%로 건조하는 1차 건조단계(S100)가 이루어진다.
상기 섬유질은 코코넛 섬유, 팜 야자수 섬유, 옥수수 섬유, 해바라기씨, 콩껍질 섬유, 민들레 뿌리, 토마토 껍질 섬유, 대나무, 면, 마, 모, 유리섬유 중 선택되는 하나 이상의 섬유질로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
그러나 바람직하게는 미세 다공질 구조를 가지고 있어 항균, 소취 기능이 탁월한 코코넛 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 혼합기의 온도가 140℃ 미만이면, 상기 섬유질의 수분함량을 2~4%로 제조하기 위한 시간이 너무 오래 걸리게 되는 단점이 있고, 160℃ 이상이면, 상기 혼합기의 온도를 유지하기 위한 연료의 양이 많이 들어 제조단가가 높아지는 단점이 있다.
또한, 상기 섬유질의 수분함량이 2% 미만이면, 다른 재료들과의 혼합이 균일하게 이루어지지 않을 수 있고, 4% 이상이면, 상기 섬유질의 수분함량이 높아 분쇄가 잘 이루어지지 않을 수 있다.
더욱이, 상기 합성목재의 용도에 따라 첨가제가 선택적으로 첨가될 수 있는데, 이 때 첨가제는 최종혼합물 100중량부에 대해 0~10중량부가 포함될 수 있다.
상기 첨가제로는 산화방지제, 결합제, 수분흡수방지제, 자외선 안정제, 난연제, 윤활제 등이 첨가될 수 있다. 바람직하게는 산화방지제로써 포스페이트, 결합제로써 마레익 엔하이드라이드 폴리프로필렌(Maleic Anhydride PP), 수분흡수방지제로써 스테아린산 등이 포함될 수 있다.
다음으로, 상기 1차 건조단계(S100)를 거친 섬유질을 분쇄기를 통해 20~120mesh로 분쇄하는 분쇄단계(S200)가 이루어진다.
이 때 상기 섬유질의 분말은 20~120mesh로 분쇄 될 수 있는데, 20mesh 미만이면 굴곡최대하중 및 충격저항성 등 물리적 특성이 낮아 질 수 있고, 120mesh 이상이면, 성형시 어려움이 있을 수 있다.
다음으로, 상기 분쇄단계(S200)를 거친 상기 섬유질은 후술할 최종혼합물 100중량부 기준으로, 상기 섬유질40~60중량부, 플라이애쉬 2~4중량부, 희토류 1~3중량부, 견운모 1~3중량부, 황토 1~4중량부를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 1차 혼합물 제조단계(S300)가 이루어진다.
본 발명의 합성목재를 구성하는 각각 혼합물 첨가량의 기준은 후술할 최종혼합물 100중량부를 기준으로 한다.
첫째로 상기 섬유질은 40~60중량부가 포함될 수 있는데, 만약 40중량부 미만이면, 상기 섬유질 외의 다른 성분의 함량이 높아지기 때문에 단가가 높아질 수 있는 단점이 있고, 60중량부 이상이면 혼합이 균일하게 이루어지지 않은 상기 섬유질이 발생되어 강도가 저하될 수 있는 단점이 있다.
또한, 상기 플라이애쉬는 혼합시 혼합물이 분리되는 현상인 블리딩 현상을 감소시키고, 상기 최종혼합물의 수밀성을 향상시키며, 분해시 휘발성유기화합물이 적게 방출되게 하기 위해 첨가될 수 있다.
플라이애쉬(Fly-ash)는 연료의 연소로 말미암아 연도(煙道)내에서 떠다니는 입자상의 재를 말하며, 미분탄을 연료로 할 때 많이 배출된다. 주성분은 SiO2, Al2O3이고, 유리질이며 구형에 가까운 입자이다. 플라이애쉬는 합성수지 충진재로 활용도가 높으나 실제 활용은 아직 미미한 상태이다.
플라이애쉬는 바람직하게 2~4중량부가 포함될 수 있는데, 만약 2중량부 미만이면, 상기 합성목재의 블리딩 현상이 높아져 균일하게 혼합되지 않을 수 있으며, 유동성이 저하되어 성형시 어려움이 있을 수 있고, 수밀성이 저하되어 방수효과가 떨어질 수 있으며, 4중량부 이상이면, 상기 합성목재의 경도가 떨어지는 단점이 있을 수 있다.
더욱이, 상기 희토류는 1~3중량부 포함될 수 있는데, 자석의 성질을 가지고 있어서 상기 합성목재의 설치시 상기 합성목재간의 결합을 견고하게 유지시켜 줄 수 있기 때문이다.
만약 1중량부 미만이면, 상기 목재플라스틱간의 결합이 견고하게 되지 않을 수 있고, 3중량부 이상이면, 상기 최종혼합물의 성분의 비율이 상대적으로 적어져 상기 합성목재의 길이 선열팽창, 굴곡최대하중 및 충격저항성 등의 물리적 성질이 낮아질 수 있는 단점이 있다.
또한, 상기 견운모와 상기 황토는 원적외선 방사율, 탈취율, 항균 항 곰팡이, 적외선 열화상, 음이온 방사 등으로 인하여 상기 합성목재를 외부의 유해한 균류로부터 보호하여 유지기간이 오래 지속될 수 있도록 한다.
상기 견운모는 1~3중량부 포함될 수 있는데, 만약 1중량부 미만이면 유해성분이 잘 흡수되지 않아 유해성분으로 인해 상기 목재플라스틱혼합재의 갈라짐, 팽창 등이 일어날 수 있으며, 만약 3중량부 이상이면, 상기 합성목재의 길이 선열팽창, 굴곡최대하중 및 충격저항성 등의 물리적 성질이 낮아질 수 있는 단점이 있다.
또한, 상기 황토는 1~4중량부 포함될 수 있는데. 1중량부 미만이면 유해성분이 잘 흡수되지 않아 유해성분으로 인해 상기 목재플라스틱혼합재의 갈라짐, 팽창 등이 일어날 수 있으며, 4중량부 이상이면 상기 합성목재의 길이 선열팽창, 굴곡최대하중 및 충격저항성 등의 물리적 성질이 낮아질 수 있는 단점이 있다.
상기 1차 혼합물 제조단계(S300)에서 생성된 1차 혼합물은 분말형태로 혼합되며 입자의 크기는 20~120mesh로 분쇄 될 수 있는데, 20mesh 미만이면 굴곡최대하중 및 충격저항성 등 물리적 특성이 낮아 질 수 있고, 120mesh 이상이면, 성형시 어려움이 있을 수 있다.
다음으로, 상기 1차 혼합물 제조단계(S300)를 거친 상기 1차 혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 2차 건조단계(S400)를 거친다.
만약 상기 1차 혼합물의 수분함량이 2%미만이면, 혼합시 손실양이 발생하여 다른 재료들과의 혼합이 균일하게 이루어지지 않을 수 있고, 4%이상이면, 수분함량이 높아 후술할 고분자수지 및 생분해성고분자가 수분으로 인해 균일하게 혼합되지 않을 수 있다.
다음으로, 상기 2차 건조단계(S400)를 거친 상기 1차 혼합물에 고분자수지 30~50중량부 및 생분해성고분자 0~15중량부를 혼합하여 상기 최종혼합물을 제조하는 최종혼합물 제조단계(S500)를 거친다.
상기 고분자수지와 상기 생분해성고분자는 폐플라스틱의 성분을 사용할 수 있고, 상기 1차 혼합물의 지지체로서 상기 최종혼합물의 성형이 용이하도록 첨가될 수 있다.
이 때 고분자수지로는 PP(Polypropylene), PE(Polyethylene), PES(Polyethersulfone), PVC(Polyvinyl chloride), ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene), PS(polystyrene), PC(Polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), PET(polyethylene terephthalate), PBT(poly-butylene-terephthalate), PA(Polyamide) 중 선택되는 둘 이상의 고분자수지가 포함될 수 있는데, 바람직하게는 폐플라스틱 제조에 널리 사용되는 PP와 PE를 1:1로 배합하여 사용하는 것이 좋다.
상기 고분자수지는 상기 1차 혼합물에 30~50중량부가 첨가될 수 있는데, 30중량부 미만일 경우, 상기 1차 혼합물과 혼합이 용이하게 이루어지지 않아 상기 최종혼합물의 성형이 어려울 수 있으며, 50중량부 이상일 경우, 고분자수지의 함량이 높아 제조단가가 높아지는 단점이 있다.
상기 생분해성고분자는 자연계에 존재하는 미생물에 의하여 물과 이산화탄소 및 미량의 무기염류로 완전 분해되는 수지로서 제품의 사용단계에서 통상의 수지와 마찬가지로 사용될 수 있으나, 사용 후 매립 또는 퇴비화 조건에서 생분해되는 고분자를 말한다.
또한, 본 발명에서 상기 생분해분해성고분자는 0~15중량부 첨가될 수 있는데, 이 때 생분해성고분자로는 PCL(Polycaprolactone), PLA(Poly Lactic Acid), 전분, 폴리우레탄류(Plolyurethane) 중 선택되는 하나 이상의 생분해성고분자가 포함될 수 있다.
삭제
만약 상기 생분해성 고분자가 15중량부 이상으로 포함될 경우, 상기 합성목재의 제조단가가 높아지는 단점이 있다.
다음으로, 상기 최종혼합물 제조단계(S500)를 거친 상기 혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 3차 건조단계(S600)를 거친다.
만약 상기 1차 혼합물의 수분함량이 2%미만이면, 다른 재료들과의 혼합이 균일하게 이루어지지 않아 효과가 떨어질 수 있고, 4%이상이면, 수분함량이 높아 성형이 용이하게 되지 않을 수 있다.
상기와 같이 1차 건조단계(S100), 분쇄단계(S200), 1차 혼합물 제조단계(S300), 2차 건조단계(S400), 최종혼합물 제조단계(S500) 및 3차 건조단계(S600)를 거친 합성목재를 용도에 맞게 압출 또는 사출방법 등을 통하여 성형한다.
<실시예1> 본 발명에 따른 합성목재의 제조.
1. 섬유질을 140~160 ℃로 예열된 혼합기에 넣고, 제습기를 가동하여 수분함량 2~4%로 1차 건조한다.
2. 상기 1차 건조된 상기 섬유질을 분쇄기를 통해 20~120mesh로 분쇄한다.
3. 상기 분쇄된 상기 섬유질은 최종혼합물 100중량부 기준으로, 상기 섬유질43중량부, 플라이애쉬 3중량부, 희토류 2중량부, 견운모 2중량부, 황토 3중량부를 혼합하여 1차 혼합물을 제조한다.
4. 상기 1차 혼합물로 제조된 상기 1차 혼합물을 수분함량 2~4%로 2차 건조한다.
5. 상기 2차 건조된 상기 1차 혼합물에 최종혼합물 100중량부 기준으로, PP 20중량부, PE 20중량부 및 PCL 7중량부를 혼합하여 상기 최종혼합물을 제조한다.
6. 상기 최종혼합물을 수분함량 2~4%로 3차 건조한다.
7. 상기 3차 건조되어 만들어진 합성목재를 사출성형하여 가로*세로*두께가 25mm*150mm*1mm로 절단한다.
<시험예1> PE와 PES를 포함한 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 PP대신 PES를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<시험예2> PE와 PVC를 포함한 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 PP대신 PVC를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<시험예3> PE와 ABS를 포함한 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 PP대신 ABS를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<시험예4> PE와 PS를 포함한 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 PP대신 PS를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<시험예5> PE와 PC를 포함한 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 PP대신 PC를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<시험예6> PE와 PMMA를 포함한 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 PP대신 PMMA를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<시험예7> PE와 PET를 포함한 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 PP대신 PET를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<시험예8> PE와 PBT를 포함한 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 PP대신 PBT를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<시험예9> PE와 PA를 포함한 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 PP대신 PA를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
고분자수지의 종류에 따른 물성 비교.
길이 선열팽창
계수
(10-5/℃)		 굴곡최대
하중
(N)		 충격
저항성		 Cd
(mg/L)		 Pb
(mg/L)		 Hg
(mg/L)
규격기준치 6.0이하 3400이상 이상없음 0.1이하 0.1이하 0.005이하
실시예1 5.0 4301 이상없음 0 0 0
시험예1 3.7 4037 이상없음 0 0 0
시험예2 4.0 4407 이상없음 0 0 0
시험예3 5.0 4201 이상없음 0 0 0
시험예4 5.0 4101 이상없음 0 0 0
시험예5 6.0 4408 이상없음 0 0 0
시험예6 4.0 4065 이상없음 0 0 0
시험예7 5.0 4103 이상없음 0 0 0
시험예8 11.0 4010 이상없음 0 0 0
시험예9 7.0 4208 이상없음 0 0 0
특히, 충격저항성 실험의 경우, 지지대에 시험편인 실험예1 및 시험예를 각각 설치하여 고정한 후 100cm 높이에서 지름 64mm, 1kg의 강철제인 구형 추를 상기 시험편의 정중앙에 낙하시키고, 육안으로 균열 및 파괴유무를 관찰하였다.
상기 표1에 나타낸 바와 같이, 전반적으로 합성목재의 규격기준에 합격하였다. 그러나 시험예8및 시험예9는 열팽창률이 높게 측정되어 기준에 미치지 못하였다. 또한, 전반적으로 실시예1과 시험예들을 비교하면, 실시예1이 길이 선열팽창계수에 비해 굴곡최대하중이 높게 나타남을 알 수 있었다.
한편, 실시예1과 시험예3, 시험예4 및 시험예7의 길이 선열팽창계수가 동일하게 측정되었으나, 최대굴곡하중에서 실시예1이 높게 나타났다.
또한, 시험예2와 시험예5의 최대굴곡하중이 가장 높게 나타났는데, 이는 일반적인 합성목재의 인장강도가 300~400kgf/㎠ 정도 인데 비해 인장강도가 PVC는 420~530kgf/㎠, PC는 560~670kgf/㎠으로 알려져 있다. 따라서 시험예2과 시험예5의 인장강도가 다른 실시예 및 시험예에 비해 상대적으로 높기 때문인 것을 알 수 있었다.
<비교예1> 플라이애쉬를 첨가하지 않은 합성목재의 제조.
합성목재의 제조시 플라이애쉬를 넣지 않고, 섬유질 46중량부를 첨가한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다
플라이애쉬 첨가 유무에 따른 휘발성유기화합물 배출 비교.
포름알데하이드 방산량
(mg/L)		 VOCs 방출량 (7일 후)
(mg/㎡h)
규격기준 0.5 이하 0.4 이하
실시예1 0.38 0.28
비교예1 0.49 0.38
상기 표2에 나타낸 바와 같이, 전반적으로 합성목재의 규격기준에 합격하였으나, 실시예1이 비교예1에 비해 전반적으로 낮게 검출 되었다. 이는 구형입자 속에 여러 겹의 구면을 포함하는 다공성 입자구조로 구성된 플라이애쉬에 의해 낮게 검출된 것임을 알 수 있었다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 통상의 기술자는 아래의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
삭제
S100: 1차 건조단계 S200: 분쇄단계
S300: 1차 혼합물 제조단계 S400: 2차 건조단계
S500: 최종혼합물 제조단계 S600: 3차 건조단계

Claims (5)

  1. 섬유질을 140~160 ℃로 예열된 혼합기에 넣고, 제습기를 가동하여 수분함량 2~4%로 건조하는 1차 건조단계(S100);
    상기 1차 건조단계(S100)를 거친 상기 섬유질을 분쇄기를 통해 20~120 mesh로 분쇄하는 분쇄단계(S200);
    상기 분쇄단계(S200)를 거친 상기 섬유질은 최종 혼합물 100중량부 기준으로, 상기 섬유질 40~60중량부, 플라이애쉬 2~4중량부, 희토류 1~3중량부, 견운모 1~3중량부, 황토 1~4중량부를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 1차 혼합물 제조단계(S300);
    상기 1차 혼합물 제조단계(S300)를 거친 상기 1차 혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 2차 건조단계(S400);
    상기 2차 건조단계(S400)를 거친 상기 1차 혼합물에 최종혼합물 100중량부 기준으로, 고분자수지 30~50중량부 및 생분해성고분자 0~15중량부를 혼합하여 최종혼합물을 제조하는 최종혼합물 제조단계(S500); 및
    상기 최종혼합물 제조단계(S500)를 거친 최종혼합물을 수분함량 2~4%로 건조하는 3차 건조단계(S600);를 포함하고,
    상기 섬유질은 코코넛 섬유, 팜 야자수 섬유, 옥수수 섬유, 해바라기씨, 콩 껍질 섬유, 민들레 뿌리, 토마토 껍질 섬유, 대나무, 면, 마, 모, 유리섬유 중 선택되는 하나 이상의 섬유질을 포함하며, 상기 고분자수지는 PP(Polypropylene)와 PE(Polyethylene)를 혼합한 것이고, 상기 생분해성 고분자는 PCL(Polycaprolactone), 전분 및 폴리우레탄류(Polyurethane) 중에서 선택되는 하나 이상의 생분해성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱을 이용한 합성 목재의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 따른 방법에 의해서 제조되는 폐플라스틱을 이용한 합성 목재.
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