KR20010025667A - 폐합성수지를 이용한 발포 수지 성형물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반 쓰레기 및 산업 쓰레기로 폐기되는 EVA 또는 PP 또는 PE 소재로 된 폐합성수지 스크랩을 5㎜이내로 분쇄한 발포 수지 조각물을 주재료로 하여 왕겨 : 20 ~ 25중량%(또는 왕겨 제외), 접착제 : 15 ~ 20중량%의 비율로 믹서에서 혼합한 배합물을 금형에 넣은 후 프레스로 압축시킨 것과, 상기 발포 수지 성형물의 보강재로 인장력을 강화하기 위해 메시형 철망을 금형에 넣은 배합물에 내장시켜서 된 폐합성수지를 이용한 발포 수지 성형물에 관한 것으로서, 건축물 공사현장의 전기아연도금강판으로 된 울타리용 패널 대용 및 방음, 단열, 보온, 방습을 요하는 경량벽체, 아이스 박스 등에 사용되는 발포 스티롤 수지(일명:스티로폼) 대용으로 사용할 수 있게 하여 제품의 무게를 경량화 하고, 외부 충격으로부터 보호되도록 하며, 소음을 차단할 수 있게 하고, 특히, 폐합성수지를 재활용하므로 제작비 및 구입비를 저렴하게 하면서 변형이 발생되지 않는 발포 수지 성형물을 제공하는 것이다.

Description

폐합성수지를 이용한 발포 수지 성형물{Foamed resin molding composition using various wasted plastics}

본 발명은 일반 쓰레기 및 산업 쓰레기로 폐기되는 EVA, PE, PP 소재로 된 폐합성수지 스크랩을 이용하여 건축물 공사현장의 관리와 보안상의 필요로 인해 설치되는 철판으로 된 울타리용 패널 대용 및 방음, 단열, 보온, 방습을 필요로 하는 경량벽체와 아이스 박스 등에 사용되는 발포 스티롤 수지 대용으로 사용할 수 있게 한 폐합성수지를 이용한 발포 수지 성형물에 관한 것이다.

종래의 건물공사현장의 둘레에 설치되는 울타리용 패널은 일반적으로 0.8 ~ 1.2㎜ 두께의 철판에 전기아연도금한 강판(일명:EGI)을 이용하여 보강을 위해 요철부가 형성되게 절곡하여 기둥에 부착 사용하고 있으나, 이러한 강판으로 된 울타리용 패널은 외부 충격에 약하고, 소음방지효과가 미흡하며, 제품의 무게가 중량이어서 시공에 어려움이 발생되고, 제작비 및 구입비가 고가일 뿐만 아니라 소음공해가 심한 도시구간 공사현장에서는 별도로 고가의 방음벽 패널을 설치하여야 하는 불편함이 있었고, 전기아연도금강판의 부식방지를 위해 폐인팅처리하여 사용해야 하는 어려움이 있었다.

그리고, 합성수지 제품은 일반적으로 원료를 용융하여 금형에 의해 압출 또는 사출하는 방식으로 제품을 생산하고 있으나, 건축물 공사현장의 울타리용 패널또는 콘크리트 거푸집과 같은 크기가 비교적 큰 제품은 수축 또는 팽창이 발생하여 제품완성시 비틀림 현상에 의해 제품의 변형을 초래하였고, 제품의 수명은 장구하나 무게가 중량이고, 원료비 및 제작비, 구입비가 고가인 문제점이 있었다.

또한, 발포 수지 성형물로는 방음, 방습, 보온 및 단열 등을 목적으로 하는데 일반적으로 사용되는 발포 스티롤(Styrol) 수지(일명:스티로폼(Styrofoam))가 있으나, 이는 에틸벤젠을 탈수소하여 만든 특이한 냄새를 가진 무색의 액체인 스티롤의 중합체로 에틸렌과 벤젠에 발포제가 첨가된 원료를 금형에 투입한 후 금형에 서 원료를 일체로 발포시킨 합성수지 성형물이기 때문에 원료비와 구입비가 고가일 뿐만 아니라 외부충격에 약하여 용이하게 조각 파손이 이루어지므로 발포 스티롤 수지 성형품만으로는 건축물 공사현장의 울타리용 패널에 사용이 불가능하고, 폐기된 것은 재생이 불가능하여 소각처리로 인해 환경공해를 유발시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 일반 쓰레기 및 산업 쓰레기로 폐기되는 EVA, PE, PP 소재로 된 폐합성수지 스크랩을 이용하여 5㎜이내의 크기로 분쇄시키되, 기발포 합성수지인 EVA는 원재료 자체를 사용하고, 기발포되지 않은 PE, PP는 수지덩어리로 형성시키기 위한 용융과정에서 발포제를 첨가하여 발포시킨 후 냉각하여서 분쇄시킨 발포 수지 조각물을 주재료로 하여 성형물의 사용 용도에 따라 선택적으로 사용되는 왕겨와 필수 배합물인 접착제를 혼합하여서 된 배합물을 소정의 제품을 성형시키기 위한 금형에 넣은 후 프레스로 압축시킨 것으로 상기한 공정에 건축물 공사현장의 울타리용 패널에 사용할 때에는 메시형 철망을 배합물에 내장하여 인장력을 강화시킬 수 있도록 한 발포 수지 성형물에 관한 것으로 건축물 공사현장의 전기아연도금강판으로 된 울타리용 패널 대용과 방음, 단열, 보온, 방습을 필요로 하는 경량벽체, 아이스 박스 등에 사용되는 발포 스티롤 수지 대용으로 사용할 수 있게 하여 제품의 무게를 경량화 하고, 외부 충격으로부터 보호되게 하며, 폐합성수지의 재활용으로 제작비 및 구입비를 저렴하게 하면서 변형이 발생되지 않는 발포 수지 성형물을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 배합물의 주재료로 일반 쓰레기 및 산업 쓰레기로 폐기되는 합성수지 소재로서, 충격 흡수를 요하는 운동화, 작업화, 캐주얼화 등의 신발창이나 어린이가 야외에서 간단하게 공을 주고받는 놀이를 할 수 있는 캐치볼의 혼합재료로 사용되고, 주택공사장의 경량골재인 기포 콘크리트의 혼합재료 등으로 사용되는 것으로서, 방음, 방전, 방습효과가 우수하고, 무게가 경량이며, 내충격성 및 흡수성, 탄성, 유연성이 우수한 특성을 가진 발포 합성수지인 EVA(ethylene-vinylacetate copolymer)를 소재로 한 폐합성수지 스크랩과, 각종 용기, 전선피복, 파이프, 섬유, 라이닝, 포장 재료 등에 사용되는 것으로 전기절연성, 내수성, 방습성 및 방한성이 우수한 특성을 가진 PE (polyethylene)와 PP(polypropylene)를 소재로 한 폐합성수지 스크랩을 이용하되, 이들 소재에 내충격성과 흡수성, 탄성, 유연성이 부여되도록 폐합성수지 스크랩을 수거하여 수지덩어리로 형성시키기 위한 용융과정에서 발포제를 첨가하여 발포시킨 후 냉각시킨다.

이러한 상기 EVA, PE, PP 소재로 된 폐합성수지 스크랩의 발포 수지덩어리를 분쇄기에서 5㎜이내의 크기로 분쇄시킨다. 분쇄된 발포수지 조각물을 주재료로 하여 성형물의 사용용도에 따라 선택적으로 왕겨를 사용하지 않을 수도 있고, 경도와 강도가 요구되는 성형물에는 왕겨 : 20 ~ 25중량%를 혼합하고, 상기 발포 수지 조각물 또는 발포 수지 조각물과 왕겨와의 결합력을 유지하기 위해 접착제 : 15 ~ 20중량%의 비율로 믹서에서 혼합한다. 이때, 상기 재료중 왕겨 대용으로 톱밥을 사용할 수도 있다.

상기 믹서에서 혼합된 배합물을 소정의 제품을 성형시키기 위한 금형에 넣고 프레스로 5000㎏/㎠의 압력을 가하여 배합물을 압축시키면 성형물이 완성된다.

이때, 인장력이 요구되는 성형물은 배합물을 금형에 넣을 때 배합물에 메시형 철망을 내장한다.

소정의 성형물이 완성되면 금형에서 성형물을 외부로 꺼내어 공랭식 또는 수냉식 및 드라이를 이용하여 건조시킨다.

그리고 사용용도에 따라 금형에 150 ~ 180℃의 열을 가하여 성형물의 표면만을 용융시켜서 면을 매끄럽게 할 수도 있으나, 이러한 공정은 종래 사용하던 기술이므로 본 발명에서는 설명을 생략한다.

상기 왕겨와 접착제의 수치를 한정하는 이유에 대해 설명한다.

왕겨는 경도와 강도를 높이기 위해 요구되는 가격이 저렴한 재료이며, 발포 수지 조각물을 주재료로 할 때 25중량% 이상에서는 성형물이 잘 깨어져 내충격성이 약하므로 내충격성을 유지하기 위한 배합비가 최소 20중량% 이상 요구되므로 20 ~ 25중량%로 제한하였다.

접착제는 발포 수지 조각물 또는 발포 수지 조각물과 왕겨 또는 발포 수지 조각물과 왕겨 및 메시형 철망의 결합력을 유지하기 위해 필수적으로 요구되는 혼합물이며, 15중량%이하에서는 결합력의 유지를 저하시키게 되고, 20중량% 이상이 되면 결합력의 유지는 우수하나 재료의 가격이 상승하므로 이를 15 ~ 20중량%로 제한하였다.

이하, 본 발명의 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

EVA 소재로 된 폐합성수지 스크랩을 분쇄기에서 5㎜이내의 크기로 분쇄시키고, 분쇄된 EVA 발포 수지 조각물를 주재료로 하여 왕겨 : 20 ~ 25중량%, 접착제 : 15 ~ 20중량%의 비율로 믹서에서 혼합한 배합물을 금형에 넣은 후 프레스로 5000㎏/㎠의 압력을 가하여 배합물을 압축시킨다.

(실시예 2)

실시예 1과 같은 공정에 성형물의 인장력을 강화하기 위해 배합물을 금형에 넣을 때 보강재로 메시형 철망을 배합물에 내장한다.

(실시예 3)

실시예 1과 같은 공정에 경도와 강도가 요구되지 않는 성형물에는 배합물중 왕겨를 포함시키지 않는다.

(실시예 4)

PE 소재로 된 폐합성수지 스크랩을 수지덩어리로 형성시키기 위한 용융과정에서 발포제를 첨가하여 발포시킨 후 냉각시킨다. 냉각된 PE 발포 수지덩어리를 분쇄기에서 5㎜이내의 크기로 분쇄시키고, 분쇄된 PE 발포 수지 조각물를 주재료로 하여 왕겨 : 20 ~ 25중량%, 접착제 : 15 ~ 20중량%의 비율로 믹서에서 혼합한 배합물을 금형에 넣은 후 프레스로 5000㎏/㎠의 압력을 가하여 배합물을 압축시킨다.

(실시예 5)

실시예 4와 같은 공정에 성형물의 인장력을 강화하기 위해 배합물을 금형에 넣을 때 보강재로 메시형 철망을 배합물에 내장한다.

(실시예 6)

실시예 4와 같은 공정에 경도와 강도가 요구되지 않는 성형물에는 배합물중 왕겨를 포함시키지 않는다.

(실시예 7)

PP 소재로 된 폐합성수지 스크랩을 수지덩어리로 형성시키기 위한 용융과정에서 발포제를 첨가하여 발포시킨 후 냉각시킨다. 냉각된 PP 발포 수지덩어리를 분쇄기에서 5㎜이내의 크기로 분쇄시키고, 분쇄된 PP 발포 수지 조각물를 주재료로 하여 왕겨 : 20 ~ 25중량%, 접착제 : 15 ~ 20중량%의 비율로 믹서에서 혼합한 배합물을 금형에 넣은 후 프레스로 5000㎏/㎠의 압력을 가하여 배합물을 압축시킨다.

(실시예 8)

실시예 7과 같은 공정에 성형물의 인장력을 강화하기 위해 배합물을 금형에 넣을 때 보강재로 메시형 철망을 배합물에 내장한다.

(실시예 9)

실시예 7과 같은 공정에 경도와 강도가 요구되지 않는 성형물에는 배합물중 왕겨를 포함시키지 않는다.

상기한 바와 같이 본 발명은 일반 쓰레기 및 산업 쓰레기로 폐기되는 EVA, PE, PP 소재로 된 폐합성수지를 이용한 발포 수지 조각물에 의해 내충격성과 흡수성, 탄성, 유연성이 부여되고, 왕겨에 의해 경도 및 강도가 강화되며, 메시형 철망에 의해 발포 수지 성형물의 인장력이 강화되고, 접착제에 의해 발포 수지 조각물과 왕겨 및 배합물에 내장되는 메시형 철망의 결합력을 유지시키게 되며, 주재료로 배합된 발포 수지 조각물의 압축 성형에 의해 수축이나 팽창등의 변형이 발생되지 않으면서 내충격성과 흡수성 및 내구성을 가지게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 주재료인 발포 수지 조각물에 왕겨와 접착제를 혼합한 배합물에 메시형 철망을 내장하여 압축 성형할 경우 건축물 공사현장에 일시적으로 설치되는 전기아연도금강판으로 된 울타리용 패널 대용으로 사용하여 내충격성 및 부식이 발생되지 않고, 공사현장 내부의 소음을 차단시킬 수가 있는 경도와 강도 및 인장력이 부여된 울타리용 패널을 제공할 수가 있고, 문양을 형성시킬 수 있는 콘크리트 거푸집 대용으로 사용할 수가 있으며, 주재료인 발포 수지 조각물에 왕겨와 접착제를 혼합한 배합물이나 주재료인 발포 수지 조각물에 접착제를 혼합한 배합물을 압축 성형할 경우 방음, 단열, 보온, 방습을 필요로 하는 경량벽체, 아이스 박스 등에 사용되는 발포 스티롤 수지 대용으로 사용이 가능하도록 하며, 특히, 일반 쓰레기 및 산업 폐기물로 폐기되는 EVA, PE, PP 소재로 된 폐합성수지를 재활용하므로 제작비 및 구입비를 저렴하게 하면서 변형이 발생되지 않는 발포 수지 성형물을 제공함과 동시에 수명을 장구하게 하고, 환경공해유발을 억제시킬 수 있는 유용한 효과가 제공되는 것이다.

Claims (4)

1. 폐합성수지 스크랩을 5㎜이내로 분쇄한 발포 수지 조각물을 주재료로 하여 왕겨 : 20 ~ 25 중량%, 접착제 : 15 ~ 20중량%의 비율로 믹서에서 혼합한 배합물을 금형에 넣은 후 프레스로 압축시킨 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 발포 수지 성형물.
2. 제 1 항에 있어서, 보강재로 메시형 철망이 금형에 넣은 배합물에 내장된 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 발포 수지 성형물.
3. 제 1 항에 있어서, 배합물의 재료로 왕겨가 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 발포 수지 성형물.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 주재료인 발포 수지 조각물은 EVA, PE, PP 중에서 선택한 것임을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 발포 수지 성형물.