KR20030034976A

KR20030034976A - 폐스치로폴을 재활용해 제조되는 액상 에폭시형 도료 및그 제조 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20030034976A
Application number: KR1020010066821A
Authority: KR
Inventors: 심민자
Original assignee: (주)에이피에스
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2003-05-09

Abstract

본 발명은 폐스치로폴을 재활용한 액상 애폭시 도료에 관한 것으로서, 상기 액상 애폭시 도료는 분쇄된 폐스치로폴(EPS) 20~30 중량%, 상기 폐스치로폴과 발열 반응을 일으키며 이를 녹이는 용매인 메틸 크로라이드 50~60 중량%, 액상 유지 기능을 갖는 휘발성 용매 크실렌 10~20 중량% 및 톨루엔 5~10 중량% 범위의 조성비로 대기압하 상온의 교반 탱크에서 18 내지 28 시간 동안 교반함으로써 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

폐스치로폴을 재활용해 제조되는 액상 에폭시형 도료 및 그 제조 방법 및 시스템{A LIQUID EPOXY PAINTS MANUFACTURED BY RECOVERING USED POLYSTYRENE FOAM AND A METHOD AND SYSTEM FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 폐스치로폴을 재활용하여 제조되는 액상 에폭시형 도료에 관한 것으로서, 더 상세하게는 폐스치로폴을 분쇄하여 용매에 분산시켜 액상 에폭시형 도료를 제조하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

스치로폴은 일반적으로 가전 제품의 충격 흡수용 및 건축 자재 등 일상 생활에 폭 넓게 이용되는 유용한 제품이다. 하지만, 이러한 스치로폴을 땅속에 매각할 경우 500년이 지나야 자연 분해될 정도로 토양 오염에 심각하며, 이를 소각할 경우에도 그 매연 및 악취가 심하여 대기환경 오염에 심각한 악영향을 끼치고 있다.

따라서, 이러한 폐스치로폴을 처리하고 이를 재활용하고자 하는 노력이 계속되어 왔으며, 특히, 원유에서 정제되는 값비싼 도료를 폐스치로폴을 재활용하여 제조하는 연구가 계속되어왔다. 하지만, 이러한 방법들은 여러 가지 이유로 인해 실제 적용되기에는 부족한 부분이 많았다.

예를 들면, 폐스치로폴을 가열하여 감량 처리하는 방법은 매연이나 악취 등의 원인이 되었고, 물성을 크게 바꾸어 재활용하기에 적절치 않았다. 또한, 화학적으로 폐스치로폴을 재활용하여 도료를 제조하는 방법이 시도되었지만, 얻어진 산물의 물성이 크게 떨어져 실용화하기에는 곤란한 문제점을 안고 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 보완하는 새롭게 개선된 폐스치로폴의 감량화 및 이를 재활용하는 기술에 대한 필요성이 존재하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 문제점을 극복하는 폐스치로폴 재활용 도료 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 폐스치로폴을 재활용해 제조되는 물성적으로 안정되고 여러 용도에 쓰일 수 있는 다기능 액상 에폭시형 도료를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 폐스치로폴을 재활용해 다기능 액상 도료를 제조하는 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 폐스치로폴을 재활용하여 액상 에폭시형 도료를 제조하는 공정을 개략적으로 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 폐스치로폴을 재활용하여 액상 에폭시형 도료를 얻기 위한 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10: 폐스치로폴 절단 장치 20: 이송 장치

30: 원적외선 조사 장치 40: 폐스치로폴 분쇄 장치

50: 저장소 60: 교반 장치

상술한 본 발명의 목적은 폐스치로폴(EPS)을 분쇄하여, 이를 대기압, 상온의 교반 탱크 내에서 18 내지 28 시간 동안 메틸 크로라이드, 톨루엔 및 크실렌을 포함하는 유기 용매와 함께 교반시켜 액상 에폭시형 도료를 제공함으로써 달성된다. 이 때, 메틸 크로라이드는 폐스치로폴과 발열 반응을 일으키며, 톨루엔 및 크실렌은 제조된 에폭시형 도료를 액상으로 유지시키는 기능을 한다. 여기서, 본 발명에 따라 제조된 액상 에폭시형 도료는 폐스치로폴 20~30 중량%, 메틸 크로라이드 50~60 중량%, 크실렌 10~20 중량% 및 톨루엔 5~10 중량%를 조성비로 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 폐스치로폴을 재활용하여 액상 에폭시형 도료를 제조하는 시스템을 제공한다.

상기 시스템은(1) 다양한 크기의 폐스치로폴을 일정 크기로 절단하기 위한 절단 장치(10)와, 절단 장치(10)에서 절단된 폐스치로폴을 이송하는 이송 장치(20)와, 이송 장치(20) 위에 그 이송 방향을 따라 평행하게 설치된 원적외선 히터(32) 및 상기 원적외선 히터(32)로부터 나온 조사열을 일정하게 유지하기 위한 차폐벽(34)을 구비하는 원적외선 조사 장치(30)와, 원적외선 조사 장치(30)에서 수축된 폐스치로폴을 분쇄하기 위해 설치된 분쇄 장치(40)와, 하부에 폐스치로폴 배출량 조절 밸브(52)를 구비하고 분쇄 장치(40)의 말단부에 형성된 폐스치로폴 저장소(50)와, 저장소(50)에서 배출된 일정량의 폐스치로폴이 유입되는 폐스치로폴 유입구(62a)와 일정량의 혼합 용매가 유입되는 용매 유입구(62b) 및 에폭시형 도료가 배출된 에폭시형 도료 배출구(62c)가 형성된 교반 탱크(62)와 교반 수단(64)으로 이루어진 교반 장치(60)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 분쇄 장치(40)는 수축된 폐스치로폴의 유입을 위해 이송 장치(20)의 말단부에 형성된 호퍼(42)와 분쇄 장치(40) 중앙에 설치된 회전 축(44)과 상기 회전축과 일체로 형성된 스크류형 블레이드(46)를 구비한다.

본 발명의 실시예에서, 분쇄된 폐스치로폴 20~30 중량%, 메틸 크로라이드 50~60 중량%, 크실렌 10~20 중량% 및 톨루엔 5~10 중량%를 교반 탱크 내에서 약 18 내지 28 시간, 바람직하게는 24 시간 동안 교반하여 액상의 에폭시형 도료를 얻게되며, 이 때 색깔을 내기 위해, 안료가 첨가될 수 있다. 이 때, 교반 탱크(62) 내의 조건은 대기압 상온 상태이다.

상술된 본 발명에 따른 액상 에폭시형 도료 제조를 위한 실시예 조성비가 아래의 표 1에 나타내어졌다.

[표1]

본 발명의 실시예에 따른 액상 에폭시형 도료의 조성물

원료	배합량(중량%)
분쇄된 폐스치로폴	20~30
메틸 크로라이드	50~60
크실렌	10~20
톨루엔	5~10
안료	0.1~15

도 1은 본 발명에 따른 액상 에폭시 도료를 제조하는 공정을 개략적으로 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 액상 에폭시형 도료를 제조하는 공정은 다양한 크기의 폐스치로폴을 일정 크기로 절단하는 절단 단계와, 절단 단계에서 절단된 폐스치로폴을 원적외선 조사에 의해 발포성을 제거하여 수축시키는 단계와, 수축된 폐스치로폴을 분체 형태로 분쇄하는 단계와, 분쇄된 폐스치로폴 20~30 중량%을 메틸 크로라이드 50~60 중량%, 크실렌 10~20 중량%, 톨루엔 5~10 중량 %를 포함하는 혼합 용매와 함께 대기압 상온의 교반 탱크에서 18 내지 28시간 동안 교반시키는 단계로 이루어진다. 이 때, 폐스치로폴의 공급량을 조절하는 단계가 더 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따라 액상 에폭시형 도료를 제조하는 시스템을 도시하는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 액상 에폭시형 도료를 제조하기 위한 시스템은 다양한 크기의 폐스치로폴을 일정 크기로 절단하기 위한 절단 장치(10)와, 절단된 폐스치로폴을 이송하는 이송 장치(20)와, 이송 장치(20) 위에 놓여있는 폐스치로폴을 수축시키기 위한 원적외선 조사 장치(30)와, 상기 원적외선 조사 장치(30)에서 수축된 폐스치로폴을 분쇄하기 위해 설치된 분쇄 장치(40)장치와, 상기 분쇄 장치(40)의 말단부에 형성된 폐스치로폴 저장소(50)와, 상기 저장소(50)에서 배출된 일정량의 폐스치로폴과 메틸 크로라이드, 톨루엔, 크실렌 등으로 이루어진 혼합 용매가 함께 배합되는 교반 장치(60)를 포함한다.

본 발명의 절단 장치(10)는 폐스치로폴이 투입되는 입구부(12)를 구비하며,상기 입구부(12) 아래에는 폐스치로폴을 일정 크기로 절단하도록 회전축에 고정되어 회전하는 블레이드(14)가 설치되어 있다. 입구부(12) 반대편에는 절단된 폐스치로폴이 통과하는 배출 통로(16)가 형성되어 있으며, 상기 배출 통로(16)는 입구부(12)보다 작게 만들어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이송 장치(20)는 절단 장치(10)의 배출 통로(16) 말단에 설치된다. 상기 이송 장치(20)는 폐스치로폴을 안정적으로 이송시킬 수 있는 컨베이어인 것이 바람직하지만, 다른 이송 기구를 사용할 수도 있다. 이 때 이송 장치(20)는 폐스치로폴을 안정적으로 이송하고 이후에 기술될 원적외선 조사를 충분히 받도록 0.5 m/min 내지 5m/min의 적당한 속도로 이송되는 것이 바람직하다.

계속 도 2를 참조하면, 상기 이송 장치(20)의 일 부분을 둘러싸도록 설치된 차폐벽(34)과 차폐벽(34)의 상부에 상기 이송 장치(20)와 평행하게 설치된 원적외선 히터(32)를 포함하는 원적외선 조사 장치(30)가 도시되어 있다. 원적외선 히터(32)는 폐스치로폴을 수축시키는 기능을 하며, 차폐벽(34)은 폐스치로폴이 밖으로 흘러나가는 것을 방지할 뿐 만 아니라, 원적외선 히터(32)로부터 나온 조사열이 소산되는 것을 막는다. 이때, 원적외선 히터(32)와 이송 장치(30) 사이의 거리는 15cm~20cm인 것이 바람직하며, 상기 히터의 발열 온도는 약 100℃ 내지 150℃인 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이송 장치(20)의 말단부 근처에는 수축된 폐스치로폴을 분쇄하기 위한 분쇄 장치(40)가 도시되어 있다. 분쇄 장치(40)의 상부에는이송 장치로부터(20)로부터 배출되는 폐스치로폴을 유입하기 위한 호퍼(42)가 형성되며 분쇄 장치(40) 중앙에는 회전축(44)이 설치되며, 상기 회전축(44)에는 스크류형의 블레이드(46)가 일체형으로 형성되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 이외에도 분쇄 장치(40)로부터 나온 폐스치로폴을 저장하는 저장소(50)를 더 포함하며, 상기 저장소(50)의 하부에는 폐스치로폴의 배출량을 조절하는 조절 밸브(62)가 설치된다.

마지막으로, 본 발명에 따른 시스템은 상기 저장소(50)로부터 폐스치로폴을 유입하는 유입구(62a)와 메틸 크로라이드, 크실렌 및 톨루엔 등이 유입되는 용매 유입구(62b)와 제조된 액상 에폭시형 도료가 배출되는 에폭시형 도료 배출구(62c)가 형성되어 있는 교반 탱크(62)와 교반 수단(64)을 포함하는 교반 장치(60)를 구비한다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 시스템(1)은 다음과 같이 작동한다.

절단 장치(10) 내에서 공정에 알맞게 절단된 폐스치로폴은 이송 장치(20)에 의해 이송되고, 그 후 상기 이송 장치(20) 둘레에 설치된 원적외선 조사 장치(30)의 히터(32)에 의해 수축되어 발포성을 크게 잃게 되며, 이렇게 수축된 폐스치로폴은 분쇄 장치(40) 내로 이송되어 메틸 크로라이드, 크실렌 및 톨루엔등을 포함하는 용매와 적절히 배합될 수 있는 크기로 분쇄된다. 그 후, 상기 폐스치로폴은 저장소(50)에 저장되서 조절 밸브(52)의 제어에 따라 폐스치로폴 유입구(62a)를 통해 교반 장치(60)내로 유입되며, 용매 유입구 (62b)를 통해 교반 장치(60) 내에 유입된 유기 용매와 섞여 바람직한 특성을 갖는 액성 에폭시형 도료로 제조되어 배출된다.

도 2에는 도시되지 않았지만, 상술된 본 발명의 실시예에 따른 시스템에는 스치로폴의 이송을 돕는 이송 보조 장치(예를 들면, 팬)등이 설치될 수 있으며, 당업자라면 알 수 있는 모터 등의 구동 수단은 도 2에 도시되어 있지 않다.

이렇게 제조된 액상 에폭시형 도료는 공장 바닥제, 주차장 바닥 및 아파트 지붕 등의 에폭시형 도료로 사용될 뿐 아니라, 유성 페인트 대용, 방수 도료 또는 건물 내벽 마감제 등으로 사용될 수 있는 다기능 액상 에폭시형 도료이다.

<시험예>

본 발명자는 본 발명의 액상 에폭시형 도료에 대하여 물성 시험을 하여 아래와 같은 결과를 얻었다.

<물성시험방법>

(1)에폭시 기능시험: 슬레이트 표면에 약 0.5mm로 액상 에폭시형 도료를 발라서 영하 10℃의 냉동실에서 3일간 보관 후 햇빛에 3일간 노출시키는 것을 3회 반복하고 그 결과를 관찰하였더니, 슬레이트 표면에 도포된 에폭시형 도료는 갈라짐 퍼짐과 같은 물성 변화가 없었다.

또한 바닥(예를 들면, 콘크리트 바닥)에 액상 에폭시형 도료를 바르고, 그 위에서 자동차(1 ton 내지 1.5ton)를 수십회 운행한 후 그 결과를 관찰하였더니, 위에서와 같이 갈라짐 및 퍼짐과 같은 물성 변화가 없었다.

(2)도료 시험: 안료 또는 무기질 도료를 넣고 교반 후 철판, 나무, 콘크리트 벽 표면에 도포하여 보고 그 결과를 일반 유성페인트와 비교 관찰하였더니, 일반유성 페인트보다 은폐력(색상)이 뛰어나고, 접착력이 뛰어나며, 방청력이 우수하였으며, 먼지나 충격에 내성이 있었으며, 불에 강했다.

(3)방수 시험: 신문지에 0.3mm 도포하고, 1 시간 정도 굳힌 다음에 6면체 상자를 만들어 물을 부어보았더니, 증발할 때까지 누수가 없었다.

(4)건물 내, 외벽 마감제로서의 기능시험: 본 발명의 액상 에폭시형 도료와 규사, 돌가루를 혼합한 도료를 바르고 건물 내, 외벽에 바르고 관찰하였더니 방수성 및 접착력이 우수하였다.

또한, 본 발명의 액상 에폭시형 도료와 LG 화학에서 판매되는 "AF303 수지"를 CF(Chloro Form)에 녹여서 7:3으로 혼합 교반 혼합한 도료를 건물 내, 외벽에 바르고 관찰하였더니 방수성, 접착력 및 난연성이 우수하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 폐스치로폴을 재활용하여 제조되는 물성적으로 안정한 다기능 액상 에폭시형 도료 및 이를 위한 방법 및 장치를 제공한다.

상술한 것은 본 발명의 사상을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다할 것이다.

Claims

분쇄된 폐스치로폴(EPS) 20~30 중량%, 상기 폐스치로폴과 발열 반응을 일으키며 이를 녹이는 용매인 메틸 크로라이드 50~60 중량%, 액상 유지 기능을 갖는 휘발성 용매인 크실렌 10~20 중량% 및 톨루엔 5~10 중량% 범위의 조성비로 대기압하 상온의 교반 탱크에서 18 내지 28 시간 동안 교반함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 액상 에폭시형 도료.
제 1항에 있어서, 안료를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 액상 에폭시형 도료.
다양한 크기의 폐스치로폴을 일정 크기로 절단하는 절단 단계와,

상기 절단 단계에서 절단된 폐스치로폴을 원적외선 조사에 의해 발포성을 제거하여 수축시키는 단계와,

상기 수축된 폐스치로폴을 분체 형태로 분쇄하는 단계와,

상기 분쇄된 폐스치로폴 20~30 중량%을 메틸 크로라이드 50~60 중량%, 크실렌 10~20 중량%, 톨루엔 5~10 중량 %를 포함하는 혼합 용매와 함께 대기압 상온의 교반 탱크에서 18 내지 28시간 동안 교반하여 상기 스치로폴을 상기 혼합 용매에 분산시키는 단계를

포함하는 것을 특징으로 하는 폐스치로폴을 이용한 액상 에폭시형 도료 제조방법.
폐스치로폴을 이용해 제 1항에 기재된 액상 에폭시형 도료를 제조하기 위한 액상 에폭시형 도료 제조용 시스템으로서,

다양한 크기의 폐스치로폴을 일정 크기로 절단하기 위한 절단 장치(10)와,

상기 절단 장치(10)에서 절단된 폐스치로폴을 이송하는 이송 장치(20)와,

상기 이송 장치(20) 위에 그 이송 방향을 따라 평행하게 설치된 원적외선 히터(32)와 상기 원적외선 히터(32)로부터 나온 조사열을 일정하게 유지하기 위한 차폐벽(34)을 포함하는 원적외선 조사 장치(30)와,

상기 원적외선 조사 장치(30)에서 수축된 폐스치로폴을 분쇄하기 위해 설치된 분쇄 장치(40)로서, 상기 수축된 폐스치로폴이 유입되는 호퍼(42)와 상기 분쇄 장치(40) 중앙에 설치된 회전축(44)과 상기 회전축과 일체로 형성된 스크류형 블레이드(46)를 구비하는 분쇄 장치(40)와,

폐스치로폴의 배출량을 조절하기 위해 조절 밸브(52)를 그 하부에 구비한 채, 상기 분쇄 장치(40)의 말단부에 형성된 폐스치로폴 저장소(50)와,

상기 저장소(50)에서 배출된 일정량의 폐스치로폴이 유입되는 폐스치로폴 유입구(62a)와 일정량의 혼합 용매가 유입되는 용매 유입구(62b) 및 에폭시형 도료가 배출된 에폭시형 도료 배출구(62c)가 형성된 교반 탱크(62)와 교반 수단(64)을 포함하는 교반 장치(60)를

포함하는 것을 특징으로 하는 폐스치로폴을 이용해 액상 에폭시형 도료 제조를 위한 시스템.