KR102595287B1 - 폐자원을 활용한 융복합소재 및 이로부터 제조된 틈새 투수블록과 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 표면개질된 재생 탄소섬유 및 엘라스토머를 포함하는 융복합소재 및 이를 사용하여 제조된 틈새 투수블록과 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

폐자원을 활용한 융복합소재 및 이로부터 제조된 틈새 투수블록과 이의 제조 방법 {Convergence material using waste resources, gap permeable block manufactured therefrom, and manufacturing method thereof}
본 발명은 폐자원을 활용한 융복합소재 및 이로부터 제조된 틈새 투수블록과 이의 제조 방법에 관한 것이다.
다양한 개발로 인한 도시화는 불투수면의 증가로 강우유출량이 증가하면서 도시침수 등의 문제가 심화되고 유기물, 중금속 등 비점오염물질 배출량 증가로 하수관 및 하천에 가해지는 부하가 높아져 이에 대한 대책마련이 요구되고 있다. 또한 지구온난화에 따른 기후변화 영향 그리고 도심 인공열에 의한 도시열섬화 현상 등 개발로 인한 문제해소가 필요한 상황이다. 이에 따라 개발로 인해 증가되는 생태계의 변화를 효과적으로 제어하고 관리할 수 있는 저영향 개발의 적용 필요성이 대두되고 있다.
2013년 환경부 발표한 "건강한 물순환 체계구축을 위한 저영향 개발 기술요소 가이드라인"을 통해 자연 상태의 물순환 체계를 유지하고 빗물 저류, 침투, 증발기능을 유지하여 개발사업으로 인한 부정적 영향력을 최소화하는 빗물관리 저영향개발(LID) 기법을 도입하였다.
최근 LID 기법의 확산으로 도시 빗물 처리문제와 지하수고갈 상황에 대응하기 위해 투수블록에 대한 수요가 점점 급증하고 있으며, 불투수블록을 투수블록으로 교체되어가는 과정 중에 있으며, 국내에서 생산되는 투수블록은 크게 자체 투수블록과 틈새 투수블록으로 구분할 수 있다.
한편, 이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-2305348호가 제시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2305348호 (2021.09.16)
본 발명은 폐자원을 활용한 융복합소재 및 이로부터 제조된 틈새 투수블록과 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만 상기 목적은 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 표면개질된 재생 탄소섬유 및 엘라스토머를 포함하는 융복합소재에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 표면개질된 재생 탄소섬유는 재생 탄소섬유를 산 처리한 후 실란계 화합물로 표면을 개질시킨 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 실란계 화합물은 하기 화학식 1을 만족하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, R1 내지 R3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며, X는 탄소수 4 내지 20의 알킬기이다.)
상기 일 양태에 있어, 상기 실란계 화합물은 n-부틸트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헥실트리에톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-데실트리메톡시실란 및 n-데실트리에톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 엘라스토머는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 엘라스토머, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머 및 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS) 엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 융복합소재는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 80~99 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 0.1~10 중량% 및 엘라스토머 0.1~10 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 융복합소재를 포함하는 틈새 투수블록에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 a) 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 표면개질된 재생 탄소섬유를 압출기에 투입하고 용융 교반하여 제1압출물로 배출하는 단계; b) 상기 제1압출물을 절단하여 마스터배치 펠렛을 제조하는 단계; c) 상기 마스터배치 펠렛, 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 엘라스토머를 압출기에 투입하고 용융 교반하여 제2압출물로 배출하는 단계; d) 상기 제2압출물을 절단하여 융복합소재 펠렛을 제조하는 단계; 및 e) 상기 융복합소재 펠렛을 사출 성형하여 틈새 투수블록을 제조하는 단계;를 포함하는 틈새 투수블록의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 융복합소재 및 틈새 투수블록은 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 표면개질된 재생 탄소섬유 및 엘라스토머를 사용하여 제조되어 압축파괴하중 등의 기계적 강도가 우수하며, 기준 이상의 미끄럼저항성을 가질 수 있고, 또한 폐자원을 재활용함에 따라 환경오염을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따라 제조된 틈새 투수블록의 실사진이다.
도 2는 서로 다른 크기 및 형태를 가진 틈새 투수블록의 상면도이다.
도 3은 도 2의 틈새 투수블록 각각의 상면도, 내부도, 덮개후면도 또는 후면도이다.
도 4는 또 다른 크기 및 형태를 가진 틈새 투수블록 각각의 상면도, 내부도, 덮개후면도 또는 후면도이다.
이하 본 발명에 따른 폐자원을 활용한 융복합소재 및 이로부터 제조된 틈새 투수블록과 이의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 표면개질된 재생 탄소섬유 및 엘라스토머를 포함하는 융복합소재와 융복합소재를 포함하는 틈새 투수블록에 관한 것이다.
이처럼, 본 발명에 따른 융복합소재 및 틈새 투수블록은 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 표면개질된 재생 탄소섬유 및 엘라스토머를 사용하여 제조되어 압축파괴하중 등의 기계적 강도가 우수하며, 기준 이상의 미끄럼저항성을 가질 수 있고, 또한 폐자원을 재활용함에 따라 환경오염을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 일 예에 따른 융복합소재의 각 구성 성분에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 예에 있어, 상기 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)는 폐비닐, 폐플라스틱 등의 ABS 폐자원을 재활용하여 사용 가능할 정도로 재생한 것으로, 예를 들면 ABS 폐자원을 분쇄한 후 세척하여 이물질 및 수분을 제거하고, 세척된 ABS 폐자원을 압출기에 투입하여 용융시킨 후 냉각 및 절단하여 재생 ABS를 확보할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 표면개질된 재생 탄소섬유는 재생 탄소섬유의 표면을 개질한 것으로서, 순수 재생 탄소섬유는 ABS 등의 재생 열가소성수지와 혼용성이 좋지 않기 때문에, 그 표면을 개질하여 재생 ABS와의 혼용성을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 틈새 투수블록의 기계적 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
구체적인 일 예시로, 상기 표면개질된 재생 탄소섬유는 재생 탄소섬유를 산 처리한 후 실란계 화합물로 표면을 개질시킨 것일 수 있다. 이처럼, 산 처리를 통해 재생 탄소섬유의 표면에 수산기, 카르복시기 등의 활성기를 형성시킨 후 실란계 화합물로 표면을 개질함으로써 재생 ABS와의 혼용성을 향상시킬 수 있다.
상기 산은 질산, 염산 또는 황산 등의 수용액일 수 있으며, 농도는 30~80 중량%, 보다 좋게는 50~70 중량%일 수 있다. 구체적인 일 예시로, 50~70 중량% 농도의 질산 수용액에 재생 탄소섬유를 침지시킨 후 90~120℃로 가열하여 1~6시간 동안 산처리함으로써 재생 탄소섬유의 표면에 활성기 형성을 극대화할 수 있다.
이후, 산 처리된 재생 탄소섬유의 표면을 실란계 화합물로 개질할 수 있다. 구체적인 일 예시로, 메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, 메틸셀루솔브 및 에틸셀루솔브 등의 알코올 용매에 실란계 화합물을 1~5 중량%로 용해시킨 표면개질용액에 산 처리된 재생 탄소섬유를 침지시킨 후 1 내지 6시간 동안 교반하고, 여과 및 건조하여 표면개질된 재생 탄소섬유를 수득할 수 있다.
이때, 상기 실란계 화합물은 하기 화학식 1을 만족하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, R1 내지 R3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며, X는 탄소수 4 내지 20의 알킬기이다.)
이처럼, 알킬기를 가진 실란계 화합물로 재생 탄소섬유의 표면을 개질함으로써 재생 ABS와 잘 혼합될 수 있으며, 효과적으로 분산될 수 있다.
구체적인 일 예시로, 상기 실란계 화합물은 n-부틸트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헥실트리에톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-데실트리메톡시실란 및 n-데실트리에톡시실란 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 가장 바람직하게는 n-옥틸트리메톡시실란 또는 n-옥틸트리에톡시실란을 사용하는 것이 재생 ABS와의 혼용성을 극대화시킴에 있어 좋다.
또한, 상기 재생 탄소섬유는 수소 탱크나 태양광 구조물 등과 같은 폐자원으로부터 탄소섬유를 분리한 것으로, 재생 탄소섬유는 1~10 ㎜로 절단된 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 재생 ABS와 보다 잘 혼합될 수 있으며, 틈새 투수블록에 우수한 기계적 강도를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 엘라스토머는 틈새 투수블록의 충격강도 등의 기계적 강도를 향상시키기 위한 것으로, 상기 엘라스토머는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 엘라스토머, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머 및 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS) 엘라스토머 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 이처럼, 틈새 투수블록에 엘라스토머를 첨가함으로써 기계적 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 동시에 재생 ABS와 표면개질된 재생 탄소섬유가 더욱 잘 혼합되도록 할 수 있다.
이와 같은 융복합소재는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 80~99 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 0.1~10 중량% 및 엘라스토머 0.1~10 중량%를 포함할 수 있으며, 보다 좋게는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 88~98 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 1~7 중량% 및 엘라스토머 1~5 중량%를 포함할 수 있고, 가장 좋게는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 93~95 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 2~4 중량% 및 엘라스토머 2.5~3.5 중량%를 포함할 수 있다. 이와 같은 범위에서 기계적 강도 및 미끄럼저항성이 특히 우수한 틈새 투수블록을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 예에 따른 틈새 투수블록은 전술한 융복합소재를 사용하여 제조된 것으로, 구체적으로 예를 들면 융복합소재를 사출 성형하여 제조된 것일 수 있다. 보다 구체적인 일 예시로, 상기 틈새 투수블록의 제조 방법은 a) 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 표면개질된 재생 탄소섬유를 압출기에 투입하고 용융 교반하여 제1압출물로 배출하는 단계; b) 상기 제1압출물을 절단하여 마스터배치 펠렛을 제조하는 단계; c) 상기 마스터배치 펠렛, 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 엘라스토머를 압출기에 투입하고 용융 교반하여 제2압출물로 배출하는 단계; d) 상기 제2압출물을 절단하여 융복합소재 펠렛을 제조하는 단계; 및 e) 상기 융복합소재 펠렛을 사출 성형하여 틈새 투수블록을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
먼저, a) 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 표면개질된 재생 탄소섬유를 압출기에 투입하고 용융 교반하여 제1압출물로 배출하는 단계 및 b) 상기 제1압출물을 절단하여 마스터배치 펠렛을 제조하는 단계를 수행할 수 있다. 본 단계는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 표면개질된 재생 탄소섬유의 혼용성 및 분산성을 향상시키기 위한 마스터배치 펠렛의 제조를 위한 단계로, 상기 마스터배치 펠렛은 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 50~90 중량% 및 표면개질된 재생 탄소섬유 10~50 중량%를 포함할 수 있으며, 보다 좋게는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 30~85 중량% 및 표면개질된 재생 탄소섬유 15~30 중량%를 포함할 수 있다.
이때, 상기 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 표면개질된 재생 탄소섬유는 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략한다.
다음으로, c) 상기 마스터배치 펠렛, 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 엘라스토머를 압출기에 투입하고 용융 교반하여 제2압출물로 배출하는 단계 및 d) 상기 제2압출물을 절단하여 틈새 투수블록용 펠렛을 제조하는 단계를 수행할 수 있다.
본 단계는 고농도로 표면개질된 재생 탄소섬유가 함유된 마스터배치 펠렛에 재생 ABS와 엘라스투머를 추가 배합하여 우수한 압축강도 및 충격강도를 가지도록 하기 위한 것으로, 융복합소재 펠렛은 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 80~99 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 0.1~10 중량% 및 엘라스토머 0.1~10 중량%를 포함할 수 있으며, 보다 좋게는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 88~98 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 1~7 중량% 및 엘라스토머 1~5 중량%를 포함할 수 있고, 가장 좋게는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 93~95 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 2~4 중량% 및 엘라스토머 2.5~3.5 중량%를 포함할 수 있다. 이와 같은 범위에서 기계적 강도 및 미끄럼저항성이 특히 우수한 틈새 투수블록을 제공할 수 있다.
이때, 상기 재생 ABS 및 엘라스토머는 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략한다.
이후, e) 상기 융복합소재 펠렛을 사출 성형하여 틈새 투수블록을 제조하는 단계를 수행할 수 있으며, 구체적으로 융복합소재 펠렛을 용융시키고, 용융물을 몰드에 압입하여 성형한 후 몰드를 탈형시켜 틈새 투수블록을 제조할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 폐자원을 활용한 융복합소재 및 이로부터 제조된 틈새 투수블록과 이의 제조 방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[제조예 1]
태양광 구조물을 절단한 후 적층분리기를 통해 슬라이싱하여 섬유를 추출하였다. 이후 에폭시 분해제에 섬유를 침지하여 에폭시를 제거하고 재생 탄소섬유 다발을 수득하였다.
재생 탄소섬유 다발을 6 ㎜ 간격으로 절단한 후 60 중량% 질산 수용액에 침지시킨 후 100℃로 가열하여 2시간 동안 산 처리하였다. 다음으로, 산 처리된 재생 탄소섬유를 n-옥틸트리에톡시실란 용액(3 중량% in 에탄올)에 침지시킨 후 3시간 동안 교반시킨 다음, 여과 및 건조하여 표면개질된 재생 탄소섬유(m-RCF)를 준비하였다.
[제조예 2]
폐플라스틱(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 소재)을 분쇄한 후 세척하여 이물질을 제거하고, 충분히 건조시켰다. 건조된 폐플라스틱을 압출기에 투입하여 용융시킨 후 냉각 및 절단하여 재생 ABS 펠렛을 준비하였다.
상기 재생 ABS 펠렛 80 중량%와 제조예 1의 m-RCF 20 중량%를 압출기에 투입하고 230~250℃의 온도 범위에서 융융 압출하고, 이후 압출기에서 나오는 압출물을 펠렛타이져(속도 4.3 Hz)를 이용해 펠렛화하여 ABS 마스터배치 펠렛을 제조하였다.
[제조예 3]
폐비닐(폴리프로필렌(PP) 소재)을 분쇄한 후 세척하여 이물질을 제거하고, 충분히 건조시켰다. 건조된 폐비닐을 압출기에 투입하여 용융시킨 후 냉각 및 절단하여 재생 PP 펠렛을 준비하였다.
상기 재생 PP 펠렛 80 중량%와 제조예 1의 m-RCF 20 중량%를 압출기에 투입하고 230~250℃의 온도 범위에서 융융 압출하고, 이후 압출기에서 나오는 압출물을 펠렛타이져(속도 4.3 Hz)를 이용해 펠렛화하여 PP 마스터배치 펠렛을 제조하였다.
[제조예 4]
폐플라스틱(고밀조폴리에틸렌(HDPE) 소재)을 분쇄한 후 세척하여 이물질을 제거하고, 충분히 건조시켰다. 건조된 폐플라스틱을 압출기에 투입하여 용융시킨 후 냉각 및 절단하여 재생 HDPE 펠렛을 준비하였다.
상기 재생 HDPE 펠렛 80 중량%와 제조예 1의 m-RCF 20 중량%를 압출기에 투입하고 230~250℃의 온도 범위에서 융융 압출하고, 이후 압출기에서 나오는 압출물을 펠렛타이져(속도 4.3 Hz)를 이용해 펠렛화하여 HDPE 마스터배치 펠렛을 제조하였다.
[실시예 1]
제조예 2의 ABS 마스터배치 펠렛 0.5 중량%와 재생 ABS 펠렛 96.5 중량% 및 SEBS 엘라스토머 3 중량%를 압출기에 투입하고 230~250℃의 온도 범위에서 융융 압출하고, 이후 압출기에서 나오는 압출물을 펠렛타이져(속도 4.3 Hz)를 이용해 펠렛화하여 융복합소재 펠렛을 제조하였다.
끝으로, 상기 융복합소재 펠렛을 230~250℃의 온도 범위에서 용융시킨 후, 용융물을 몰드에 압입하여 사출 성형함으로써 200 ㎜×100 ㎜×60 ㎜ 크기를 가지는 틈새 투수블록을 제조하였다.
[실시예 2 내지 10]
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 융복합소재 구성 성분의 첨가량을 달리한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 1 내지 4]
제조예 2의 재생 ABS 펠렛 대신 제조예 3의 재생 PP 펠렛 및 PP 마스터배치 펠렛을 사용하고, 하기 표 1에 기재된 바와 같이, 융복합소재 구성 성분의 첨가량을 한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 5 내지 8]
제조예 2의 재생 ABS 펠렛 대신 제조예 4의 재생 HDPE 펠렛 및 HDPE 마스터배치 펠렛을 사용하고, 하기 표 1에 기재된 바와 같이, 융복합소재 구성 성분의 첨가량을 한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
(중량%) 틈새 투수블록용 융복합소재 펠렛
마스터배치 펠렛 재생 ABS 재생 PP 재생 HDPE SEBS
재생 ABS 재생 PP 재생 HDPE m-RCF
실시예 1 0.4 - - 0.1 96.5 - - 3
실시예 2 4 - - 1 92 - - 3
실시예 3 10 - - 2.5 84.5 - - 3
실시예 4 14 - - 3.5 79.5 - - 3
실시예 5 28 - - 7 62 - - 3
실시예 6 40 - - 10 47 - - 3
실시예 7 10 - - 2.5 87.4 - - 0.1
실시예 8 10 - - 2.5 86 - - 1.5
실시예 9 10 - - 2.5 83 - - 4.5
실시예 10 10 - - 2.5 81.5 - - 6
비교예 1 - 28 - 7 - 65 - -
비교예 2 - 40 - 10 - 50 - -
비교예 3 - - - - - 97 - 3
비교예 4 - 28 - 7 - 62 - 3
비교예 5 - - 28 7 - - 65 -
비교예 6 - - 40 10 - - 50 -
비교예 7 - - - - - - 97 3
비교예 8 - - 28 7 - - 62 3
[특성 평가]
1) 압축파괴하중(kN): KS F 4419:2022에 따라 틈새 투수블록의 압축파괴하중을 3회 측정하여 하기 표 2에 나타내었으며, 이때 하중재하속도는 9.8 ㎫/min이었다.
2) 미끄럼저항성(BPN): KS F 2375:2021에 따라 미끄럼저항성을 3회 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
압축파괴하중(kN) 미끄럼저항성(BPN)
1차 2차 3차 평균 1차 2차 3차 평균
실시예 1 308 319 312 313.0 30 29 32 30.3
실시예 2 325 322 315 320.7 31 33 31 31.7
실시예 3 351 329 331 337.0 34 31 32 32.3
실시예 4 337 322 328 329.0 34 29 34 32.3
실시예 5 327 331 321 326.3 32 33 29 31.3
실시예 6 318 320 311 316.3 30 28 29 29.0
실시예 7 311 305 315 310.3 29 32 31 30.7
실시예 8 319 324 317 320.0 33 32 31 32.0
실시예 9 326 322 315 321.0 31 30 32 31.0
실시예 10 313 304 312 309.7 28 30 30 29.3
비교예 1 99 101 100 100.0 49 49 49 49.0
비교예 2 91 97 92 93.3 54 50 50 51.3
비교예 3 89 81 85 85.0 45 42 46 44.3
비교예 4 103 105 99 102.3 51 50 52 51.0
비교예 5 173 170 174 172.3 34 36 36 35.3
비교예 6 174 176 175 175.0 30 34 34 32.7
비교예 7 153 165 159 159.0 32 30 31 31.0
비교예 8 178 178 182 179.3 35 34 35 34.7
상기 표 1 및 2를 참조하면, 재생 ABS 90~99 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 0.5~5.5 중량% 및 엘라스토머 0.1~6 중량%를 포함하는 틈새 투수블록용 펠렛으로 제조된 틈새 투수블록은 재생 PP 또는 HDPE를 사용한 비교예 1 내지 6 대비 압축파괴하중이 특성이 크게 향상된 것을 확인할 수 있었으며, 미끄럼저항성은 품질기준 이상을 만족하는 것을 확인할 수 있었다.
특히, 재생 ABS 88~98 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 1~7 중량% 및 엘라스토머 1~5 중량%, 보다 좋게는 재생 ABS 93~95 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 2~4 중량% 및 엘라스토머 2.5~3.5 중량%를 포함하도록 한 경우 틈새투수블록의 압축파괴하중 특성이 더욱 향상됨을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 표면개질된 재생 탄소섬유 및 엘라스토머를 포함하는 융복합소재로,
    상기 융복합소재는 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 88~98 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 1~7 중량% 및 엘라스토머 1~5 중량%를 포함하며,
    상가 표면개질된 재생 탄소섬유는 재생 탄소섬유를 산 처리한 후 하기 화학식 1을 만족하는 실란계 화합물로 표면을 개질시킨 것인, 융복합소재.
    [화학식 1]

    (상기 화학식 1에서, R1 내지 R3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며, X는 탄소수 4 내지 20의 알킬기이다.)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실란계 화합물은 n-부틸트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헥실트리에톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-데실트리메톡시실란 및 n-데실트리에톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 융복합소재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 엘라스토머는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 엘라스토머, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머 및 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS) 엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 융복합소재.
  6. 삭제
  7. 제 1항, 4항 및 5항에서 선택되는 어느 한 항의 융복합소재를 포함하는 틈새 투수블록.
  8. a) 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 표면개질된 재생 탄소섬유를 압출기에 투입하고 용융 교반하여 제1압출물로 배출하는 단계;
    b) 상기 제1압출물을 절단하여 마스터배치 펠렛을 제조하는 단계;
    c) 상기 마스터배치 펠렛, 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 엘라스토머를 압출기에 투입하고 용융 교반하여 제2압출물로 배출하는 단계;
    d) 상기 제2압출물을 절단하여 융복합소재 펠렛을 제조하는 단계; 및
    e) 상기 융복합소재 펠렛을 사출 성형하여 틈새 투수블록을 제조하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 틈새 투수블록은 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 88~98 중량%, 표면개질된 재생 탄소섬유 1~7 중량% 및 엘라스토머 1~5 중량%를 포함하며,
    상가 표면개질된 재생 탄소섬유는 재생 탄소섬유를 산 처리한 후 하기 화학식 1을 만족하는 실란계 화합물로 표면을 개질시킨 것인, 틈새 투수블록의 제조 방법.
    [화학식 1]

    (상기 화학식 1에서, R1 내지 R3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며, X는 탄소수 4 내지 20의 알킬기이다.)
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 실란계 화합물은 n-부틸트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헥실트리에톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-데실트리메톡시실란 및 n-데실트리에톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 틈새 투수블록의 제조 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 엘라스토머는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 엘라스토머, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머 및 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS) 엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 틈새 투수블록의 제조 방법.
  13. 삭제
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