KR19980055625A - 자동차용 카페트의 재생방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 카페트의 재생방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차용 카페트 분쇄물에 폴리프로필렌계 수지와 개질제를 용융 블렌딩하여 신율 및 충격특성이 보완된 폐나일론 카페트를 재생하는 방법에 관한 것이다.

Description

자동차용 카페트의 재생방법

본 발명은 자동차용 카페트의 재생방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차용 카페트 분쇄물에 폴리프로필렌계 수지와 개질제를 용융 블렌딩하여 신율 및 충격특성이 보완된 폐나일론 카페트를 재생하는 방법에 관한 것이다.

자동차용 나일론 터프티드(tufted) 카페트는 일반적으로 나일론 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기포(基布)층 및 폴리에틸렌 기저의 3층 구조로 구성되어 있다. 이를 좀더 상세히 보면, 나일론 섬유/폴리에틸렌 기포/폴리에틸렌 기저의 조성이 30∼60 중량%/5∼25 중량%/15∼50 중량%로 이루어져 있다.

카페트는 구조적으로 재질별 분리가 곤란하므로 재생수지를 제조하기 곤란하다. 즉, 서로 다른 3종의 재료가 혼합되어 있으므로 재생할 경우 수지간의 화학적인 상호인력이 나빠 물성의 현저한 감소가 수반된다. 또한, 중간층에 폴리에틸렌테레프탈레이트 기포층이 존재하므로 단순한 용융재가공 공정을 거쳐 재생수지를 제조할 경우 물성의 현저한 감소가 수반된다.

이와같은 이유로 현재 발생되는 카페트 스크랩은 단순한 가공방법으로 재생이 어려우므로 전량 매립폐기 또는 소각처리된다.

본 발명은 상기와 같이 전량 폐기되는 문제점을 해결하기 위하여 폐카페트를 분쇄하여 스크랩을 제조하고, 여기에 폴리프로필렌과 개질제를 혼합하고 사출성형하므로써 신율 및 충격특성이 향상된 자동차용 카페트를 재생하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 자동차용 나일론 터프티드 카페트를 1차 분쇄하고 압출하는 공정, 압출물을 2차 분쇄하여 2∼5 mm 크기의 분쇄물을 제조하는 공정, 및 분쇄물 40∼99 중량%와 폴리프로필렌 1∼60 중량%, 무수말레인산으로 개질된 폴리프로필렌계 공중합체 0.5∼35 중량부를 혼합하여 용융블렌딩하는 공정으로 이루어진 자동차용 카페트의 재생방법에 그 특징이 있다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

나일론 터프티드 카페트는 나일론 섬유 30∼60 중량%, 폴리에틸렌 기포층 5∼25 중량% 및 폴리에틸렌 기저 15∼50 중량%로 이루어져 있다.

이와같은 카페트는 다성분계의 수지조성물로서, 다성분계의 수지조성물에서 재료의 물성은 성분간의 상호인력(interaction)에 크게 의존한다. 즉, 화학적 또는 물리적인 상호인력이 존재하면 재료의 기계적 물성은 양호한 상태를 유지할 수 있고, 반면에 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 극성 및 폴리에틸렌과 같은 비극성 고분자들간에는 상호인력이 미약하므로 용융재가공에 따른 재생수지 제조시 물성의 현저한 감소가 일어난다.

따라서, 본 발명에서는 상호인력을 향상시키기 위하여 무수말레인산으로 개질된 폴리프로필렌계 공중합체를 개질제로 첨가한다.

재생방법을 전체적으로 살펴보면, 먼저 나일론 터프티드 카페트를 분쇄하고 1차 압출한다. 이때 분쇄물의 크기는 5∼10 mm인 것이 압출에 바람직하다.

압출시 가공온도는 265 ℃인 것이 바람직한데, 이는 카페트 구성성분 중 결정용융온도(Tm)이 가장 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 용융점이다. 만일, 압출기내에서 실제 수지온도가 폴리에틸렌테레프탈레이트의 결정용융온도보다 낮으면 폴리에틸렌테레프탈레이트 기포층은 용융되지 않고 재생수지내에 원래의 고체 상태 그대로 존재할 것이므로 가공성 및 물성저하 요인으로 작용할 것이다.

그 다음, 덩어리상의 압출물을 2차 분쇄하여 2∼5 mm 크기로 스크랩을 제조한다. 만일, 분쇄물의 크기가 상기 범위보다 크면 개질제와의 혼련이 곤란한 문제가 있다.

그리고, 이같은 카페트 스크랩에 개질제와 폴리프로필렌 수지를 첨가하고 혼합하여 용융블렌딩하는데, 이때 스크랩 40∼99 중량%와 폴리프로필렌 수지 1∼60 중량부를 혼합한다. 만일, 첨가되는 폴리프로필렌 수지의 사용량이 상기 범위를 벗어나면 재생수지 함량이 소량 첨가되어 재생으로 인한 원가절감을 기대할 수 없다.

본 발명에서 카페트 중의 나일론과 폴리에틸렌 기포층 간의 상호인력을 증가시켜 신율 및 충격특성을 향상시키기 위해 첨가되는 개질제로는 무수말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌을 사용하며, 그 첨가량은 카페트 스크랩과 폴리프로필렌 수지에 대하여 0.5∼35 중량부이다. 만일 그 함량이 35 중량부를 초과하면 분순물로 존재하여 외관을 떨어뜨리는 문제가 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

폐카페트 스크랩을 분쇄하여 5∼10 mm 크기의 스크랩을 제조하였다. 카페트 스크랩을 일축압출기로서 압출성형하여 덩어리상의 재생수지를 제조하였다.

덩어리상의 재생수지를 분쇄기에 넣어 2∼5 mm 크기의 스크랩을 제조하였다. 스크랩 75 중량%와 폴리프로필렌 수지 25 중량%를 혼합하고, 여기에 0.3% 무수말레인산으로 그라프트된 폴리프로필렌 공중합체를 2.5 중량부 혼합하였다. 그 다음 수지를 사출성형하여 시편을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 시편을 제조하되, 다만 개질제를 5.0 중량부 첨가하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 시편을 제조하되, 다만 카페트 스크랩 50 중량%, 폴리프로필렌 수지 50 중량%와 개질제 2.5 중량부를 첨가하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 시편을 제조하되, 다만 카페트 스크랩 50 중량%, 폴리프로필렌 수지 50 중량%와 개질제 5 중량%를 첨가하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서 폴리프로필렌 수지와 개질제를 첨가하지 않고 카페트 스크랩만을 사출성형하여 시편을 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 카페트 스크랩 75 중량%와 폴리프로필렌 수지 25 중량%를 혼합하고 개질제의 첨가없이 시편을 제조하였다.

비교예 3

상기 실시예 1에서 카페트 스크랩 50 중량%와 폴리프로필렌 수지 50 중량%를 혼합하고 개질제의 첨가없이 시편을 제조하였다.

비교예 4

폴리프로필렌 원수지를 사출성형하여 시편을 제조하였다.

상기 실시예 1∼4 및 비교예 1∼4에 따라 제조된 시편에 대하여 굴곡탄성율, 인장강도, 신율 및 아이조드 충격강도를 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다,

여기서 굴곡탄성율은 ASTM D 790에 의거하여 측정하였고, 인장강도와 신율은 ASTM D 638에 의해 측정하였으며, 아이조드 충격강도는 ASTM D 256에 의거하여 측정하였다.

구 분	굴곡탄성율(kgf/㎠)	인장강도(kgf/㎠)	신율(%)	아이조드 충격강도(kgf·cm/cm)
실시예 1	8,250	200	10	4.0
실시예 2	7,850	190	20	6.5
실시예 3	8,250	200	15	4.5
실시예 4	7,850	190	30	7.5
비교예 1	6,150	140	4	2.0
비교예 2	8,200	190	8	2.5
비교예 3	11,000	250	10	3.2
비교예 4	13,300	330	130	4.2

본 발명에 따라 재생된 재료는 신율 및 충격강도가 폴리프로필렌 원수지와 비교하여도 우수하여 이 재생재료를 자동차의 화물트림(luggage trim), 트렁크 매트, 엔진 하부 커버와 같은 부품으로 재활용할 수 있어 산업폐기물을 재활용할 수 있으며, 환경오염을 방지할 수가 있고 제반 비용을 절감할 수 있다.

Claims (1)

1. 자동차용 나일론 터프티드 카페트를 1차 분쇄하고 압출하는 공정, 압출물을 2차 분쇄하여 2∼5 mm 크기의 분쇄물을 제조하는 공정, 및 분쇄물 40∼99 중량%와 폴리프로필렌 1∼60 중량%, 무수말레인산으로 개질된 폴리프로필렌계 공중합체 0.5∼35 중량부를 혼합하여 용융블렌딩하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 카페트의 재생방법.