KR20010066181A - 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지 재생활용방법 - Google Patents
자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지 재생활용방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지를 재생 활용하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현재 플라스틱이 적용되고 있는 자동차의 흡기 매니폴더 어셈블리를 폐차과정에서 회수하여 재활용하기 위해 이를 분쇄하여 스크랩으로 제조한 후, 원료수지와 소정비율로 혼합하고 재용융 가공 공정을 거쳐 압출 또는 사출 성형함으로서, 흡기 매니폴더, 실린더헤드커버 등 다른 자동차 부품이나 기타 가정용, 산업용 플라스틱제품 등과 같은 신규 부품 제조시 전혀 물성의 감소없이 재활용할 수 있도록 하는 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지를 재생 활용하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지를 재생 활용하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현재 플라스틱이 적용되고 있는 자동차의 흡기 매니폴더 어셈블리를 폐차과정 또는 성형가공과정에서 회수하여 재활용하기 위해 이를 분쇄하여 스크랩으로 제조한 후, 원료수지와 소정비율로 혼합하고 재용융 가공 공정을 거쳐 압출 또는 사출 성형함으로서, 흡기 매니폴더, 실린더헤드커버 등 다른 자동차 부품이나 기타 가정용, 산업용 플라스틱제품 등과 같은 신규 부품 제조시 전혀 물성의 감소없이 재활용할 수 있도록 하는 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지를 재생 활용하는 방법에 관한 것이다.
최근 자동차용 흡기 매니폴더는 경량화, 원가절감 및 내부표면의 평활성 향상에 의한 엔진효율 향상을 위하여 금속에서 플라스틱으로의 재질을 변경하여 많이 사용되고 있다. 특히, 엔진주변 부품으로서 실린더 블록과 스로틀바디(throttle body) 사이에 직접 연결되어 흡입공기의 실린더 배분역활을 하는 부품이므로 다른 부품에 비해 상대적으로 고내열성 및 체적안정성이 요구되어서 주로 플라스틱 흡기 매니폴더 재질로서는 유리섬유가 약 30∼40% 보강된 나일론 복합재료가 사용되고 있다.
이러한, 자동차용 흡기 매니폴더를 제조하는 제조공법으로서는 최근에 다이 회전주입법(Die Rotating Injection)이 소개되고 있으며, 다른 흡기계와의 모델화에 대한 연구가 진행되고 있다.
한편, 나일론 수지는 분자구조 내에 극성기인 아마이드기(-NH-CO-)를 많이 포함하고 있어서 수분에 민감하므로 성형공정 또는 보관시에 주의를 필요로 한다. 특히, 성형공정에서 발생하는 폐 스크랩(scrap)이나 어셈블리 공정에서 발생하는 폐기물을 이용하여 재생수지를 제조할 경우에는 압출 또는 사출공정을 다시 거치면서 열노화나 가수분해 반응에 의한 분자량 감소로 인해 현저한 물성의 감소를 초래할 수 있다. 더욱이, 자동차 부품 중에서 플라스틱 흡기 매니폴더는 보강제로 사용된 유리섬유가 위와 같은 재생과정에서 최적길이 이하로 파단되어 보강효과가 현저히 감소하게 되기 때문에 종래와 같은 방법으로 재생활용되는 경우에 물성감소는 더욱 심하게 관찰될 수 있다.
본 발명은 위와 같이 종래의 공법에 의해 재활용되는 자동차 흡기 매니폴더의 폐차 또는 성형 가공과정의 폐기물의 물성을 개선하여 보다 효과적으로 재생활용할 수 있는 방안에 대하여 오랜 연구 개발 끝에 플라스틱 흡기 매니폴더에서 고무 가스켓, 금속제 부싱, 내장 볼트와 너트류 등을 제거한 후 남는 플라스틱을 적당한 크기로 분쇄하고 원료수지와 혼합하여 일정조건으로 재생하는 재생과정의 개선을 통해 실현 가능함을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 종래 재활용이 제대로 이루어지지 않았던 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 폐기물을 효과적으로 재활용하기 위해, 그 폐기물을 분쇄하여 일정한 수준의 크기를 가지는 스크랩으로 만들고, 소정 조건으로 원료수지와 혼합 가공하는 재생과정을 통해 물성저하를 최소화한 유리섬유 보강 나일론 복합재료로 재생하는 개선된 가동차용 흡기 매니폴더의 재생활용방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 폐차과정 폐기물과 성형 가공공정에서의 폐기물의 플라스틱 성분을 분쇄하고 용융하여 재활용하는 플라스틱 매니폴더의 수지 재생활용방법에 있어서, 상기 플라스틱 폐기물의 이종재질을 제거한 후 저속분쇄기에서 5∼20mm의 크기로 1차 분쇄하고, 이를 다시 고속분쇄기에 통과시켜 입자 크기를 1∼4mm인 스크랩으로 제조한 다음, 이렇게 얻어진 재생수지를 원료수지와 혼합하되 전체수지에 대해 1∼75중량%의 비율로 균일하게 혼합하고 제습 건조한 후 압출 또는 사출성형하여 재활용하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에서 소정 크기로 제조한 스크랩은 그대로 사용하거나 일축압출기(Single-Screw Extruder) 또는 이축압출기(Twin-Screw Extruder)로 압출시켜서 펠렛으로 만든 다음에 사용하거나 또는 이들의 혼합물을 재생수지로 하여 원료수지와 혼합하여 사용할 수 있다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 자동차용 흡기 매니폴더의 재질로서 플라스틱을 사용하는 제품에 대하여 폐기되는 플라스틱 재질의 재생을 효과적으로 시행하여 재활용의 유용성을 높이기 위한 것으로서, 플라스틱 흡기 매니폴더의 재질은 대개 나일론수지로 구성되어있다.
이러한, 나일론 수지는 수분에 민감하여 폴리에틸렌, 폴리플로필렌, 폴리스티렌 등과 같은 비교적 수분에 무관한 수지와 달리 재생수지의 제조가 어려운 성질을 가지고 있다. 일반적으로 플라스틱 흡기 매니폴더에 사용되는 원료수지는 나일론 66으로 유리섬유가 보강되지 않았을 경우 상대습도 50%, 25℃ 조건에서 흡수율은 2.5∼3.1%이고, 유리섬유가 35% 보강되었을 경우 흡수율은 1.5∼1.9% 정도가 된다. 나일론에 함유된 이러한 수분의 존재는 재생수지 제조공정 도중에 가수분해 반응을 유도하여 고온에서의 열노화에 의한 효과와 더불어 물성감소의 원인이 된다. 또한, 나일론 매트릭스의 기계적 강도 및 내열성 향상 등을 목적으로 첨가된 보강제인 유리섬유 (glass fiber)는 재생수지 제조시 다시 거쳐야 할 압출 또는 사출성형 도중에 높은 전단력을 받아 보강효과가 발휘되는 최적길이 이하로 절단되므로 물성감소가 일어나는 원인이 되고 있다.
본 발명에 따르면, 상기와 같이 플라스틱 흡기 매니폴더의 재질적 특징으로인해 나타나는 재생과정에서의 문제인 함유수분의 처리문제와 유리섬유보강효과의 유지하여 재생 후에도 물성이 우수한 특성을 유지하도록 한 것이다.
또한, 본 발명에서는 나이론계 플라스틱 스크랩의 재활용시 용융가공 공정을 조절함으로써 물성 감소를 최소화시킬 수 있도록 하기 위해, 플라스틱 흡기 매니폴더의 플라스틱 폐기물을 5∼20mm의 크기로 1차 분쇄하고, 이를 다시 미분쇄하여 입자 크기를 1∼4mm로 하는 스크랩을 제조한 다음 이를 압출의 의해 펠렛으로 만들거나 스크랩 자체 또는 이들의 혼합물을 최초로 매니폴더 제조에 사용하는 원료수지와 적정비율로 균일하게 혼합하여 재생수지를 제조한다.
이때의 스크랩이나 펠렛 또는 그 혼합물은 원료수지와 혼합한 후 70∼90℃에서 4∼10시간 제습 건조시킨 후 사출하는 것이 바람직하다.
일반적으로 플라스틱 실린더 헤드 커버에 사용되는 원료수지는 나일론 66로 유리섬유가 30∼40% 함유되어 있으므로 가공온도가 높다. 본 발명에서는 이러한 원료수지의 특성을 감안하여 재생수지를 이용하여 성형품, 예컨대 플라스틱 실린더헤드 커버를 압출 또는 사출 성형할 때 온도를 280∼320℃ 범위에서, 더욱 좋게는 295∼310℃ 사이로 조절하는 것이 바람직하다.
만약, 압출기 내에서의 온도가 280℃ 보다 낮으면 용융점도가 높아 가공성이 나빠지고 혼련 효과가 감소하여 물성 저하의 요인으로 작용하고, 반면에 320℃ 보다 높으면 고온 열분해에 의해 가스가 발생하고 아울러 물성 저하가 발생하므로 품질이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명에서는 플라스틱 흡기 매니폴더의 폐기물을 분쇄한 스크랩을 사용하는데, 그 스크랩을 원료수지와 혼합하는 경우 전체 수지에 대해 1∼75 중량%로 첨가하여 슈퍼믹서(super mixer)로 균일하게 혼합한 후, 제습 건조장치가 부착된 사출성형기로 성형품을 제조함으로써 물성감소를 최소화할 수 있다. 또한, 취급이 용이하도록 하기 위해 상기 스크랩을 압출 용융하여 펠렛형태로 만든 다음 역시 상기와 같이 원료수지에 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 원료수지에 혼합되는 재생된 수지성분의 함량은 전체 주지에 1∼75 중량부로 혼합하는데, 그 함량이 너무 과다하면 물성이 크게 저하되는 문제가 있게되고, 너무 적으면 재생수지의 재생 활용성이 낮아서 경제적이지 못하다.
이와 같이, 본 발명의 방법으로 플라스틱 흡기 매니폴더 폐기물을 재생 활용하는 경우 그 재생수지는 다시 흡기 매니폴더의 원료수지로 사용하거나 각종 플라스틱 커버(Beauty Cover), 자동차 타이밍벨트 커버, 밧데리 트레이 등과 같은 다른 자동차용 플라스틱 성형부품 또는 가정용, 산업용 플라스틱 성형부품의 원재료로 사용 할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 본 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 예시이며, 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ∼ 4
자동차의 플라스틱 흡기 매니폴더를 저속분쇄기로 분쇄하여 5∼20mm 크기의 스크랩을 제조한 다음, 이를 고속분쇄기로 한번 더 미분쇄하여 1∼4mm 크기의 스크랩을 제조하고, 이 스크랩을 원료수지인 나일론 66과 혼합시키되 실시예 별로 각각 5 : 95와, 10 : 90와, 25 : 75 및 50 : 50의 중량비가 되도록 슈퍼믹서(Super Mixer)로 혼합한다. 그 다음에는 수지 혼합물을 80℃에서 4시간 이상 제습 건조시킨 후, 사출성형하여 물성을 측정한 결과를 각각 표 1에 나타내었다.
실시예 5 ∼ 8
자동차의 플라스틱 흡기 매니폴더를 저속분쇄기로 분쇄하여 5∼20mm 크기의 스크랩을 제조한 다음, 이를 고속분쇄기로 한번 더 미분쇄하여 1∼4mm 크기의 스크랩을 제조하고, 이 스크랩을 일축압출기(single-screw extruder)를 사용하여 다이헤드(Die Head)부에서 나오는 수지 용융온도가 300℃가 되도록 압출하였다. 압출물은 물을 사용하는 냉각조(Water Bath)를 통과시켜 펠렛화하한 다음, 이 펠렛을 원료수지인 나일론 66과 혼합시키되 실시예 별로 각각 5 : 95, 10 : 90, 25 : 75 및 50 : 50의 중량비가 되도록 슈퍼믹서(Super Mixer)로 혼합한다. 그 다음에는 수지 혼합물을 80℃에서 4시간 이상 제습 건조시킨 후, 사출성형하여 물성을 측정한 결과를 각각 표 1에 나타내었다.
실시예 9 ∼ 11
상기 실시예 1의 방법에 따라 제조한 스크랩과 상기 실시예 5에 따라 제조한 펠렛을 같은 방식으로 원료수지인 나일론 66과 혼합시키되 스크랩 : 펠렛 : 원료수지의 혼합비율을 각각 5 : 5 : 90, 10 : 10 : 80, 20 : 20 : 60의 중량비가 되도록 슈퍼믹서(Super Mixer)로 혼합한다. 그 다음에는 수지 혼합물을 80℃에서 4시간 이상 제습 건조시킨 후, 사출성형하여 물성을 측정한 결과를 각각 표 1에 나타내었다.
비교예 1
자동차의 플라스틱 흡기 매니폴더 성형에 사용중인 나이론계 원료수지를 사출성형하여 물성을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 2
상기 실시예 1과 같?? 방법으로 스크랩을 제조하고, 이를 80℃에서 4시간 이상 제습 건조시킨 후, 사출성형하여 물성을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 3
상기 실시예 5의 방법으로 펠렛을 제조하고, 80℃에서 4시간 이상 제습 건조시킨 후, 사출성형하여 물성을 측정한 결과를 각각 표 1에 나타내었다.
| 구 분 | 비중 | 인장강도 | 굴곡강도 | 굴곡탄성율 | 충격강도 | 열변형온도 |
| (kgf/㎠) | (kgf/㎠) | (kgf/㎠) | (kgf.㎝/㎝) | (℃) | ||
| 실시예1 | 1.39 | 1,920 | 2,750 | 89,600 | 11.2 | 249 |
| 실시예2 | 1.39 | 1,880 | 2,710 | 88,900 | 10.7 | 248 |
| 실시예3 | 1.39 | 1,730 | 2,510 | 81,500 | 8 | 243 |
| 실시예4 | 1.39 | 1,600 | 2,380 | 78,400 | 608 | 242 |
| 실시예5 | 1.39 | 1,930 | 2,770 | 87,500 | 10.1 | 245 |
| 실시예6 | 1.39 | 1,760 | 2,690 | 86,300 | 9.5 | 242 |
| 실시예7 | 1.39 | 1,500 | 2,330 | 74,900 | 4.4 | 215 |
| 실시예8 | 1.39 | 1,280 | 2,020 | 69,100 | 3.9 | 200 |
| 실시예9 | 1.39 | 1,810 | 2,700 | 87,000 | 10.8 | 245 |
| 실시예10 | 1.39 | 1,660 | 2,540 | 80,200 | 7.1 | 234 |
| 실시예11 | 1.39 | 1,540 | 2,400 | 72,500 | 4.6 | 209 |
| 비교예1 | 1.39 | 1,960 | 2,780 | 90,600 | 12.5 | 249 |
| 비교예2 | 1.39 | 1,450 | 2,130 | 73,900 | 5.2 | 239 |
| 비교예3 | 1.39 | 1,150 | 1,950 | 66,500 | 3.5 | 195 |
상기 표1에서의 각 실험 조건 다음과 같다.
비중 측정 : ASTM 792에 준하여 시험
인장강도 측정 : ASTM 790에 준하여 시험 (127㎜×12.7㎜×3.2㎜ 시편, 시험속도=1㎜/분)
굴곡강도 및 굴곡탄성율 측정 : ASTM 638에 준하여 시험 (TYPE Ⅰ 시편, 시험속도=5㎜/분)
충격강도 측정 : ASTM D256에 준하여 시험 (METHOD A, Notched Izod 시험, 3.2㎜ 두께)
열변형온도 측정 : ASTM D648에 준하여 시험 (18.6 kgf/㎠ 하중)
상술한 바와 같이, 본 발명은 종래 재활용이 제대로 이루어지지 않았던 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 폐기물을 분쇄하여 일정한 수준의 크기를 가지는 스크랩으로 만들고, 소정 조건으로 원료수지와 혼합 가공하는 재생과정을 통해 물성저하를 최소화한 유리섬유 보강 나일론 복합재료로 재생하므로서 폐자원을 효율적이고 경제적으로 활용할 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (3)
- 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 폐차과정 폐기물과 성형 가공공정에서의 폐기물의 플라스틱 성분을 분쇄하고 용융하여 재활용하는 플라스틱 매니폴더의 수지 재생활용방법에 있어서, 상기 플라스틱 폐기물의 이종재질을 제거한 후 저속분쇄기에서 5∼20mm의 크기로 1차 분쇄하고, 이를 다시 고속분쇄기에 통과시켜 입자 크기를 1∼4mm인 스크랩으로 제조한 다음, 이를 원료수지와 혼합하되 전체수지에 대해 1∼75중량%의 비율로 균일하게 혼합하고 제습 건조한 후 압출 또는 사출성형하여 재활용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지 재생활용방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 스크랩은 그대로 사용하거나 일축압출기 또는 이축압출기로 압출시켜서 펠렛으로 만든 다음에 사용하거나 또는 이들의 혼합물을 원료수지와 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지 재생활용방법.
- 제 1 항 또는 제2항에 있어서, 상기 스크랩이나 펠렛 또는 그 혼합물은 원료수지와 혼합한 후 70∼90℃에서 4∼10시간 제습 건조시킨 후 사출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지 재생활용방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990067769A KR20010066181A (ko) | 1999-12-31 | 1999-12-31 | 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지 재생활용방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990067769A KR20010066181A (ko) | 1999-12-31 | 1999-12-31 | 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지 재생활용방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010066181A true KR20010066181A (ko) | 2001-07-11 |
Family
ID=19634865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990067769A KR20010066181A (ko) | 1999-12-31 | 1999-12-31 | 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴더의 수지 재생활용방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20010066181A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100738146B1 (ko) * | 2006-07-27 | 2007-07-10 | 현대자동차주식회사 | 재생 재료의 재활용 방법 |
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1999
- 1999-12-31 KR KR1019990067769A patent/KR20010066181A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100738146B1 (ko) * | 2006-07-27 | 2007-07-10 | 현대자동차주식회사 | 재생 재료의 재활용 방법 |
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