KR20030040642A

KR20030040642A - 감마선을 이용한 폐고무 재활용 방법 및 재활용제품

Info

Publication number: KR20030040642A
Application number: KR1020010071041A
Authority: KR
Inventors: 김진국
Original assignee: 김진국
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2003-05-23
Also published as: KR100468324B1

Abstract

본 발명은 분쇄된 폐타이어 분말을 포함하는 폐고무 분말을 생고무 및/또는 플라스틱 수지에 투입한 후 성형하여 고분자 제품을 얻는 폐고무 재활용 기술에 관한 것으로서, 폐타이어 또는 폐고무 분말을 생고무 및/또는 플라스틱 수지에 투입하기 전에 상기 폐고무 분말에 감마선을 조사하는 것을 특징으로 한다.

Description

감마선을 이용한 폐고무 재활용 방법 및 재활용제품{A POLYMER PRODUCTS FOR RECYCLING WASTE RUBBER USING γ-RAY AND A METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 폐고무 또는 폐타이어 분말을 표면 개질하여 생고무(Virgin rubber) 및/또는 플라스틱 수지에 투입함으로써 고무 제품을 얻는 방법에 관한 것이다.

최근 자동차 산업의 발달로 인한 폐타이어의 발생량이 급격하게 늘어남으로써, 이에 따른 폐타이어의 처리 문제가 사회적으로 대두되고 있다. 일반적으로, 이러한 폐타이어는 소각되거나 매립되는데, 이로 인한 환경 문제가 갈수록 심각해지고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 버려지는 폐타이어를 재활용하기 위한 시도가 다각도로 진행되고 있다. 그 중 폐고무 또는 폐타이어를 분쇄해 분쇄된 분말을 생고무 및/또는 플라스틱 수지에 다시 혼합하는 방법이 연구되어 왔는데, 좋은 품질의 고무 제품을 만들어 내기 위하여는 폐고무 분말의 표면 개질이 선행되어야 한다.

이러한 표면 개질 방법 중, 유기 용매에 의한 화학 처리법과 코로나 또는 플라즈마 조사를 통한 폐고무 분말의 표면 개질 방법이 제시되었다.

하지만, 상기 방법들로 개질된 폐고무 분말을 다른 시료와 혼합하는 경우, 그 혼합도가 매우 저하되어 재생된 제품의 물성 저하 및 표면 불량의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 폐타이어 분말을 생고무 및/또는 플라스틱 수지와 혼합하여 고분자 제품을 제조할 때, 제조되는 고분자 제품의 물성을 크게 저하시키지 않으면서도 폐타이어 및/또는 폐고무 분말과 다른 원료와의 성형성을 증가시키도록 표면 개질하는 폐고무 재생 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 감마선이 조사되지 않은 폐타이어 분말의 표면을 나타내는 현미경 사진.

도 2는 2M의 감마선이 조사된 폐타이어 분말의 표면을 나타내는 현미경 사진.

도 3은 4M의 감마선이 조사된 폐타이어 분말의 표면을 나타내는 현미경 사진.

도 4는 6M의 감마선이 조사된 폐타이어 분말의 표면을 나타내는 현미경 사진.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 분쇄된 폐고무 분말에 감마선을 조사하는 것을 특징으로 하는 폐고무 재생 방법을 제공한다.

즉, 본 발명에 따른 폐고무 재생 방법은 수십mm ~ 수십㎛ 입도 크기로 분쇄한 후, 상기 분쇄된 폐고무 분말을 감마선 처리함으로써 상기 폐고무 분말 분자를 표면 개질하고, 이렇게 표면 개질된 폐고무 분말을 생고무 또는 플라스틱 수지에 혼합하여 새로운 고분자 제품으로 재활용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 종래의 방법과 차원을 달리한 방법인 감마선 처리로 S-S 결합(S-S bond) 및 C-S(C-S bond)결합을 끊고 탈황시켜, 가교된 기존 재료의 문제점인 성형성을 향상시키고, 물리적 물성과 외관에서도 거의 동일한 고무 제품의 제조를 가능하게 한다.

<실시예>

감마선 처리효과를 알아보기 위해, 160℃, 130atm의 조건에서, 파일럿 스케일(pilot scale)로 폐타이어 분말을 압축성형하고 재가황시켜 시편을 제조한 후, 상기 시편에 대해 물성을 측정하여, 그 측정 결과를 표 1에 정리하였다.

감마선 처리된 폐타이어 분말은 20분 동안 압축 성형 가공하였을 경우, 미처리된 폐타이어 분말이 30분 압축성형 가공되었을 경우보다 물성은 약간 떨어짐을 나타내었으나, 미처리 분말을 혼합할 때보다 성형시간이 단축됨을 나타내어 경제성이 좋음을 알 수 있다.

감마선 처리된 폐타이어 분말의 물성이 약간 떨어지는 이유는 감마선이 강력하여 황과 황, 탄소와 황의 결합뿐만 아니라 탄소와 탄소 사이의 결합을 끊기 때문이다.

표 1을 참조하면, 감마선 처리에 의해 폐타이어의 물성이 크게 떨어지지 않음을 알 수 있다. 따라서, 감마선 처리는 폐타이어가 다른 고무 원료와 쉽게 성형되는 것을 가능하게 하면서도 물성이 크게 변하지 않는다는 것을 알 수 있다.

방사선(γ-ray) 처리를 통한 물성의 변화

성형조건	노화전	노화후	내수	인열
성형조건	인장(kg/cm²)	신장율(%)	인장(kg/cm²)	신장율(%)	인장(kg/cm²)	신장율(%)	노화전(kg/cm²)	노화후(kg/cm²)
미처리	30분	43	179	47	160	42	186	22	19
감마선처리2Mev	40분	38	149	43	143	37	156	21	20
	30분	40	138	38	129	41	134	20	22
	20분	32	102	35	109	31	105	19	20
감마선처리4Mev	40분	45	163	49	156	44	171	22	23
	30분	39	128	40	116	31	122	24	20
	20분	35	106	39	99	36	107	18	17
감마선처리6Mev	40분	42	157	41	149	43	154	24	22
	30분	37	142	35	125	38	132	18	20
	20분	31	98	36	114	29	102	16	17

도 1은 감마선이 조사되지 않은 폐타이어 분말의 표면을 나타내는 현미경 사진이고, 도 2 내지 도 4는 2 Mev, 4 Mev 및 6Mev의 감마선이 조사된 폐타이어 분말의 표면을 나타내는 현미경 사진이다.

도 1 내지 도 4로 알 수 있는 바와 같이, 감마선이 조사되지 않은 폐타이어 분말 표면은 매끄럽지만, 감마선 처리를 2 Mev, 4 Mev 및 6Mev으로 증가할수록 표면의 거칠기(roughness)가 증가하는 것을 확인할 수 있다.

단, 6 Mev에서 물성이 특히 떨어지는 이유는 감마선이 강력하여 황과 황, 탄소와 황의 결합뿐만 아니라 탄소와 탄소 사이의 결합을 끊기 때문이며, 도 4의 사진에서도 폐타이어 표면이 도 2 및 도 3의 양상과 다름을 알 수 있다.

이를 기준으로 폐타이어 분말을 표면 개질하여 폐타이어 재활용품을 제조하면, 성형시간을 40분에서 20분으로 줄일 때, 감마선 처리에서는 약 12% 정도의 생산비가 절감이 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 폐고무 재생 방법에 있어서, 분쇄된 폐고무 분말에 감마선을 조사하여 표면 개질함으로써, 폐고무의 물성을 크게 변화시키지 않으면서도 생고무 및/또는 플라스틱 수지와의 성형성을 증가시키며, 그 결과 재생 폐타이어의 효율을 높이는 효과를 갖는다.

Claims

분쇄된 폐타이어 분말을 포함한 폐고무 분말을 생고무(Virgin Rubber) 및 플라스틱에 투입한 후 성형하여 고분자 제품을 얻는 폐고무 재활용 방법에 있어서,

상기 생고무 및 플라스틱에 투입하기 전에 상기 분쇄된 폐타이어 분말 또는 폐고무 분말에 소정량의 감마선을 조사하는 것을 특징으로 하는 폐고무 재활용 방법.
제 1항에 기재된 폐고무 재활용 방법에 의해 제조되는 상기 폐고무 분말이 포함된 고분자 제품.