KR19980055638A

KR19980055638A - 자동차용 카페트의 재생방법

Info

Publication number: KR19980055638A
Application number: KR1019960074872A
Authority: KR
Inventors: 최치훈
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-28
Filing date: 1996-12-28
Publication date: 1998-09-25

Abstract

본 발명은 자동차용 카페트의 재생방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 라텍스 및 폴리에틸렌 기재로 구성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 니들펀치 카페트를 분쇄하고 여기에 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체 또는 말레인산 무수물로 개질된 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체를 첨가하여 용융블렌딩하므로써 신율 및 충격특성을 보완하여 우수한 물성으로 매립폐기 또는 소각되는 카페트를 재생하는 방법에 관한 것이다.

Description

자동차용 카페트의 재생방법

본 발명은 자동차용 카페트의 재생방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 라텍스 및 폴리에틸렌 기재로 구성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 니들펀치 카페트를 분쇄하고 여기에 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체 또는 말레인산 무수물로 개질된 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체를 첨가하여 용융블렌딩하므로써 신율 및 충격특성을 보완하여 우수한 물성으로 매립폐기 또는 소각되는 카페트를 재생하는 방법에 관한 것이다.자동차에 적용되고 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET라 함) 니들 펀치(needle punch) 카페트는 PET 섬유, 라텍스 및 폴리에틸렌 기재의 3층 구조로 이루어져 있다. 좀더 상세히 살펴보면, PET 섬유 45∼70 중량%, 라텍스 5∼15 중량% 및 폴리에틸렌 기재 20∼50 중량%로 이루어져 있다.

이같은 구조의 카페트는 서로 다른 3종의 재료가 혼합되어 있으므로 재생시 물성이 현저히 감소한다. 즉, 무극성인 올레핀계 수지와 극성인 PET, 그리고 라텍스간의 상용성이 나쁘다.

일반적으로 두가지 이상의 수지가 블렌딩되어 있을 경우 블렌드물의 물성은 일차적으로 성분간의 상용성에 의해 결정된다. 다시말해, 성분간의 상호인력(interaction)이 존재하면 블렌드물의 분산 및 분포상태가 좋아지고 기계적 강도 및 제반물성이 양호하다. 그러나, PET와 폴리에틸렌과 같은 극성, 비극성 고분자들간에는 상호인력이 존재하지 않아 용융블렌딩시 신율 및 충격강도가 현저히 감소하게 되는 것이다.

이로인해 지금까지의 PET 니들펀치 카페트는 매립폐기 또는 소각처리하였으며, 따라서 환경오염 뿐만 아니라 경제적인 면에서도 악영향을 끼치고 있다.

본 발명은 상기와 같이 전량 매립 또는 소각처리되고 있는 자동차용 카페트의 문제점을 해결하기 위하여 PET 섬유, 라텍스 및 폴리에틸렌 기재로 이루어진 PET 니들펀치 카페트를 분쇄하고 여기에 폴리에틸렌 수지와 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체 또는 말레인산 무수물로 개질된 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체를 첨가하여 용융블렌딩하므로써 PET와 폴리에틸렌 수지와의 상용성을 증가시켜 물성이 우수한 재생재료를 제조할 수 있는 재생방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 자동차용 폐카페트를 5∼10 mm 크기로 분쇄하여 카페트 스크랩을 제조하는 공정, 카페트 스크랩 50∼98 중량%와 폴리에틸렌 수지 2∼50 중량%를 혼합하여 265∼280 ℃온도에서 압출성형하여 블렌드물을 제조하는 공정, 블렌드물을 2∼5 mm 크기로 분쇄하는 공정, 분쇄물 70∼98 중량%와 개질제 2∼30 중량%를 혼합하는 공정, 및 용융블렌딩하는 공정으로 이루어진 자동차용 카페트의 재생방법에 그 특징이 있다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 재생되는 폐카페트는 PET 섬유 45∼70 중량%, 라텍스 5∼15 중량% 및 폴리에틸렌 기재 20∼50 중량%로 이루어진 통상의 PET 니들펀치 카페트이다.

이같은 구성의 폐카페트를 1차 분쇄하여 카페트 스크랩을 제조하는데, 그 크기는 5∼10 mm 인 것이 후공정에서 폴리에틸렌과의 혼합성을 좋게 할 수 있다.

1차 분쇄된 카페트 스크랩에 폴리에틸렌 수지를 혼합하여 압출성형하여 덩어리상의 블렌드물을 제조하는데, 이때 압출성형온도는 265∼280 ℃인 것이 바람직하다. 이는 만일 압출기 내에서의 실제 수지온도가 PET의 결정용융온도인 265℃보다 낮을 경우 PET 섬유는 용융되지 않게 되고, 압출공정을 거치더라도 섬유상으로 그대로 존재할 것이다. PET 섬유의 직경은 100 ㎛ 정도이므로 용융시키지 않고 가공한다면 라텍스 또는 폴리에틸렌 기재의 중량비가 상대적으로 적은 상태에서 매트릭스를 형성하게 되므로 가공성 및 물성이 저하되므로 PET의 결정용융온도 이상에서 압출공정을 거치는 것이다.

압출공정시 폴리에틸렌 수지를 2∼50 중량% 혼합하는데, 그 첨가량이 50 중량%를 초과하면 PET 중량비에 비하여 상대적으로 다량함유되어 상용성이 떨어지는 문제가 있다.

이같은 덩어리상의 블렌드물을 다시 분쇄하는데, 이때 분쇄물의 크기는 2∼5 mm인 것이 혼련시에 용이하다.

이같은 2차 분쇄물에 PET와 폴리에틸렌 간의 상용성을 향상시키기 위하여 개질제를 첨가하는데, 개질제로는 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체 또는 말레인산 무수물로 개질된 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체를 사용할 수 있다. 이때 개질제는 용융가공공정에서 PET와 폴리에틸렌 간 계면장력을 감소시킴과 동시에 분산을 좋게하여 신율 및 충격특성을 보완하도록 하며, 그 첨가량은 2∼30 중량%인 것이 바람직하다. 만일 그 첨가량이 30 중량%를 초과하면 여분의 개질제로 인하여 외관이 떨어지는 문제가 있다.

마지막으로 이같이 개질제를 첨가하고 용융블렌딩하여 재생재료를 제조하는데, 이때 용융블렌딩은 동방향이축압출기를 사용하여 압출한다. 일반적으로 압출기내에서 전단력에 의한 점성분산으로 수지가 받는 온도는 가공온도 이상이 된다. PET는 수분에 민감하고 열분해에 약하므로 가능하면 낮은 온도에서 가공하는 것이 유리하므로 압출기 다이(die)에서의 수지온도가 PET의 결정용융온도인 265 ℃와 같은 것이 바람직하다.

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

실시예 1∼5

폐카페트를 분쇄하여 5∼10 mm크기의 스크랩을 제조하였다. 이 카페트 스크랩 80 중량%와 폴리에틸렌 수지 20 중량%를 혼합하여 일축압출기로써 265 ℃온도에서 압출성형하여 덩어리상의 불렌드물을 제조하였다. 이 블렌드물을 분쇄기에 넣어 2∼5 mm크기의 스크랩을 제조하였다. 스크랩과 개질제를 다음 표 1에 나타낸 바와 같은 혼합비로 헨쉘믹서를 사용하여 균일하게 혼합하였다. 동방향 이축압출기를 사용하여 다이 헤드(die head)부에서 나오는 수지의 온도가 265 ℃가 되도록 압출하였다. 압출물은 물을 통과시키면서 수지를 냉각시켜 펠렛화하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서 2차 분쇄하여 스크랩을 제조하고 이를 사출성형하였다.

상기 실시예 1∼5 및 비교예 1에 따라 제조된 재생재료에 대하여 굴곡탄성율, 인장강도, 신율, 아이조드 충격강도 및 열변형온도를 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다. 여기서, 굴곡탄성율은 ASTM D790, 인장강도와 신율은 ASTM D638, 아이조드 충격강도는 ASTM D256 방법에 의거 측정하였고, 열변형온도는 ASTM D648에 의거 측정하였다.

(단위 : 중량%)
구 분	실 시 예	비교예 1
구 분	1	비교예 1	2	3	4	5
SEBS	5	10	20	-	-	-
MSEBS	-	-	-	10	20	-
2차 분쇄물	95	90	80	90	80	100
굴곡탄성율(kgf/㎠)	10,400	12,850	11,000	12,100	12,850	9,980
인장강도(kgf/㎠)	225	230	210	240	210	210
신율(%)	5	50	150	100	300	2
아이조드 충격강도(kgf·cm/cm)	1.5	2.2	3.0	4.5	9.5	1.2
열변형온도(℃)	90	94	89	93	90	85
(주)SEBS : 스티렌 함량 30 중량%인 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스틸렌 블록공중합체, H1041, 아사히 케미칼 제품.MSEBS : 스티렌 함량 30 중량%인 말레인산 무수물로 개질된 스티렌-(에틸렌-부틸 렌)-스틸렌 블록공중합체, M1911, 아사히 케미칼 제품.

본 발명에 따라 재생된 카페트 재생재료는 신율과 충격성이 향상되어 자동차의 화물 트림(luggage trim)의 기재, 트렁크 매트, 엔진 하부 커버 등과 같은 자동차용 부품으로 재활용 할 수 있어 폐기물을 절감하여 환경오염을 방지하고 경제적인 잇점이 있다.

Claims

자동차용 폐카페트를 5∼10 mm 크기로 분쇄하여 카페트 스크랩을 제조하는 공정, 카페트 스크랩 50∼98 중량%와 폴리에틸렌 수지 2∼50 중량%를 혼합하여 265∼280 ℃온도에서 압출성형하여 블렌드물을 제조하는 공정, 블렌드물을 2∼5 mm 크기로 분쇄하는 공정, 분쇄물 70∼98 중량%와 개질제 2∼30 중량%를 혼합하는 공정, 및 용융블렌딩하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 카페트의 재생방법.
제 1 항에 있어서, 상기 자동차용 폐카페트로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 45∼70 중량%, 라텍스 5∼15 중량% 및 폴리에틸렌 기재 20∼50 중량%로 이루어진 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 카페트의 재생방법.
제 1 항에 있어서, 상기 개질제로는 스틸렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체 및 말레인산 무수물로 개질된 스틸렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 블록공중합체 중에서 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 카페트의 재생방법.