KR20210119701A - 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법 - Google Patents
자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210119701A KR20210119701A KR1020200036143A KR20200036143A KR20210119701A KR 20210119701 A KR20210119701 A KR 20210119701A KR 1020200036143 A KR1020200036143 A KR 1020200036143A KR 20200036143 A KR20200036143 A KR 20200036143A KR 20210119701 A KR20210119701 A KR 20210119701A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- glass fiber
- composite material
- automobile parts
- recycled polypropylene
- manufacturing
- Prior art date
Links
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 57
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 57
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 57
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 16
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 15
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 8
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 238000009474 hot melt extrusion Methods 0.000 abstract 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B11/00—Making preforms
- B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
- B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B11/00—Making preforms
- B29B11/06—Making preforms by moulding the material
- B29B11/10—Extrusion moulding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
- B29B13/10—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by grinding, e.g. by triturating; by sieving; by filtering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/10—Polymers of propylene
- B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
- B29L2031/3055—Cars
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Abstract
본 발명은 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, a) 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 및 b) 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유 및 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계;를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 원료로 사용하여 자동차 언더커버에 적용할 수 있는 인장강도 및 충격강도를 갖는 재생 폴리프로필렌 복합소재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
자동차의 연비효율을 높이기 위한 경량화의 연구가 지속적으로 추진되고 있다. 기존에 금속 제품이던 것이 가벼운 플라스틱 제품으로 대체 개발되고 있다.
이 중, 폴리프로필렌 수지와 유리섬유가 혼합된 컴파운드 소재는 생산 중 유리섬유의 비산 등에 따른 문제와 유리섬유의 소실에 따라 기계적인 물성의 감소 등의 문제가 발생하여 재활용이 쉽지 않은 상황이다.
또한, 자동차 부품용으로 사용하기 위해서는 요구되는 기계적인 강도가 만족되어야 하는데, 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 사용하는 경우는 분쇄 과정에서 유리섬유가 비산되어 소실되므로 강도가 저하될 수 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구가 필요하였다.
본 발명의 일 과제는 폴리프로필렌과 유리섬유가 혼합된 폐자재를 재활용하여 자동차 부품용으로 재활용할 수 있는 기계적인 물성을 갖는 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법을 제공하고자 한다.
또 다른 과제는 폴리프로필렌과 유리섬유가 혼합된 폐자재를 재활용하기 위하여 분쇄 시 유리섬유가 비산되는 것을 방지하고, 용융압출 공정을 거치면서 물성이 저하되는 것을 해결하는 새로운 제조방법을 제공하고, 생산성을 더욱 향상시키는 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양태는 a) 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 및
b) 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유를 첨가하고, 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계;
를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 재활용한 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재에 관한 것이다. 보다 구체적으로 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄한 분쇄물과 신재 유리섬유 및 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재에 관한 것이다.
본 발명에 따른 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법은 유리섬유의 비산을 최소화하여 작업성이 향상되며, 자동차용 부품으로 사용하기에 적합한 인장강도와 충격강도를 갖는 재생 폴리프로필렌 복합소재를 제조할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 양태는 a) 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 및
b) 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유를 첨가하고, 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계;
를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법이다.
일 양태로, 상기 a)단계에서 분쇄 시 분쇄기의 칼날의 마모에 의해 발생하는 자성물질을 제거하는 과정을 포함하는 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 a)단계는 유리섬유의 비산을 방지하기 위하여 밀폐된 분쇄기 내에서 수행되며, 상기 분쇄기로부터 배출되는 분쇄물을 덮개가 설치된 컨베이어를 통해 상기 b)단계의 압출기로 이송하고, 상기 컨베이어에 연결된 측면공급기를 통하여 신재 유리섬유 및 상용화제를 첨가하는 것일 수 있다.
이하는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 양태에서, 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재는 폐자재로 발생하는 것을 사용한다. 보다 구체적으로, 폴리프로필렌 수지와 유리섬유가 포함된 폐자재를 의미한다. 더욱 좋게는 폴리프로필렌 70 내지 90 중량%와 유리섬유 10 내지 30 중량%가 혼합된 것일 수 있다. 이러한 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 재활용하기 위해서는 분쇄를 하여야 하는데, 분쇄 시 유리가루가 비산되어 생산에 어려움이 있으며, 또한 분쇄된 분쇄물을 그대로 재활용하는 경우는 물성이 저하되어 자동차 부품에 적용하는데 한계가 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 연구한 결과, 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 재활용하기 위하여 분쇄하는 과정에서부터 용융압출하는 과정을 모두 밀폐가 가능하도록 설계하고, 또한 분쇄에 의해 저하되는 기계적인 물성을 보완하기 위하여 분쇄 시 소실되는 양 만큼 신재 유리섬유를 첨가하고, 상용화제를 첨가함으로써, 신재 수지와 신재 유리섬유를 혼합한 것과 같은 우수한 물성을 발현할 수 있음을 발견하여 완성하였다.
먼저, 본 발명의 a)단계에 대하여 설명한다.
상기 a)단계는 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계이다.
이때 상기 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재는 제한되는 것은 아니지만 폴리프로필렌 70 내지 90 중량%와 유리섬유 10 내지 30 중량%가 혼합된 것일 수 있다. 또한 가전제품 등에 사용된 것일 수 있으며, 예를 들면 세탁기 드럼통 스크랩 등으로 사용되던 것일 수 있다. 상기 유리섬유의 함량이 10 내지 30 중량%인 범위에서 자동차 부품용 소재에 적용하기에 적합한 인장강도 및 충격강도 등의 기계적인 물성을 발현하기에 적합하다. 유리섬유의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우는 인장강도는 향상되지만 신율 및 충격강도가 감소될 수 있다.
상기 분쇄는 유리섬유가 비산되는 것을 방지하기 위하여 밀폐된 분쇄기 내에서 수행된다. 즉, 덮개가 설치된 분쇄기 내에서 분쇄되는 것이 바람직하다. 또한, 분쇄 시 분쇄기 칼날의 마모에 의해 발생하는 자성물질을 제거하는 과정을 포함하는 것이 자동차 부품용 소재에 적용하기에 적합하므로 바람직하다. 구체적으로 자성물질을 제거하기 위하여 분쇄 시 분쇄기 내에 네오븀 등의 자석을 설치하여 자성물질을 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 자성물질의 제거를 위하여 후술되는 b)단계의 압출기의 투입구에도 자석을 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 자석을 설치하여 자성물질을 제거함으로써 자동차 소재에 적합한 복합소재를 제공할 수 있다.
상기 a)단계에서 상기 분쇄를 하여 제조된 분쇄물은 덮개가 설치된 컨베이어를 통해 상기 b)단계의 압출기로 이송한다.
다음으로 상기 b)단계에 대하여 설명한다.
상기 b)단계는 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유를 첨가하고, 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계이다.
이때, 상기 a)단계에서 분쇄된 분쇄물이 이송되는 컨베이어에 연결된 측면공급기(사이드 피더)를 통하여 신재 유리섬유 및 상용화제를 첨가한다. 구체적으로 분쇄기의 하단으로 분쇄물이 배출되고 배출된 분쇄물은 덮개에 의해 비산이 방지된 컨베이어를 따라 압출기의 투입구까지 이송되며, 상기 컨베이어의 일부분에서 측면 공급기에 의해 일정량으로 계량된 신재 유리섬유 및 상용화제가 투입되어 상기 분쇄물과 함께 압출기의 투입구로 이송된다. 상기 신재 유리섬유와 상용화제는 하나의 측면공급기에서 투입되는 것도 가능하지만, 각각 계량된 양을 정량 투입하기 용이하도록 하기 위해서는 각각의 측면공급기로부터 투입되는 것이 바람직하다.
또한 상기 측면공급기는 정량 투입하기 위하여 정량공급기가 설치된 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 신재 유리섬유는 길이가 1 내지 10 mm이고, 직경이 1 내지 20 ㎛인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 신재 유리섬유의 투입량은 상기 a)단계에서 분쇄에 의해 원래 폐자재가 갖고 있던 유리섬유에 비해 소실된 양 만큼을 추가하는 것이 바람직하다. 즉, 원래 폐자재가 갖고 있던 유리섬유 함량이 20 중량%인 경우, 분쇄물 내에 유리섬유 함량은 18 중량%로 2 중량% 정도의 손실이 발생한다. 따라서 이러한 소실되는 함량만큼 신재 유리섬유를 더 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나 이러한 신재 유리섬유가 더 첨가되어도 여전히 인장강도 및 충격강도는 신재 수지 및 신재 유리섬유를 사용하는 것에 비하여 감소되는 문제가 있으나, 본 발명에서는 상용화제를 첨가함으로써 인장강도 및 충격강도를 높일 수 있음을 확인하였다.
상기 상용화제는 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 것을 사용함으로써 목적으로 하는 인장강도 및 충격강도 등의 기계적인 물성을 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 상용화제는 카르복실산 또는 산무수물이 0.5 내지 5 중량%로 그라프트된 폴리프로필렌 단독중합체 또는 공중합체인 것일 수 있으며, 230℃, 2.16kg에서 측정된 용융지수가 100 내지 200 g/10분인 것일 수 있다. 상기 물성을 만족하는 범위에서 주성분인 재생 폴리프로필렌 수지와의 혼화성이 증대되고 인장강도 및 충격강도 등의 기계적인 물성을 더욱 향상시킬 수 있다. 더욱 좋게는 무수말레인산이 그라프트 된 변성폴리프로필렌인 것일 수 있다. 상기 상용화제의 함량은 상기 분쇄물의 함량 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부, 더욱 좋게는 0.5 내지 3 중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 물성의 저하 없이 유리섬유와 수지간의 상용성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 인장강도 및 충격강도가 우수한 소재를 제조할 수 있다.
이밖에도 필요에 따라서 안료, 착색제, 보강재, 장기내열안정제, 대전방지제, 활제 및 난연제 등으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다음은 본 발명의 제조방법으로 제조된 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재는 재생 원료를 사용함에도 불구하고 ASTM D7348에 따른 애쉬함량이 10 내지 30 %이며, ASTM D638에 따른 인장강도가 40 내지 50 MPa이고, ASTM D638에 따른 신율이 3 내지 5 %이며, ASTM D256에 따른 IZOD 충격강도가 30 내지 50 J/M 이고, ASTM D792에 따른 비중이 1 내지 3 g/cm3인 물성을 모두 만족한다.
이러한 물성은 신재 프로필렌과 신재 유리섬유를 사용하는 것과 동등 유사한 물성으로 본 발명은 재생 원료를 사용함에도 불구하고 우수한 물성을 갖는 복합소재를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재는 자동차 엔진 언더커버 등에 적합하게 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
폴리프로필렌 80 중량%와 유리섬유 20 중량%로 생산된 세탁기 드럼통으로 사용되었던 스크랩을 폐자재로 사용하였다.
상기 폐자재를 덮게가 설치된 분쇄기 내에서 분쇄하였다. 그 결과 유리섬유 함량이 18 중량%인 분쇄물이 얻어졌다. 상기 분쇄기의 하부로부터 배출된 분쇄물은 덮게가 설치된 컨베이어를 따라 압출기의 투입구로 이송하였다. 이때 상기 컨베이어에 연결된 사이드피더에서 2 중량%의 신재 유리섬유(l/d= 3 mm/10 ㎛)를 투입하고, 또 다른 사이드피더에서 상용화제로 무수말레인산이 1 중량% 그라프트 된 변성폴리프로필렌 수지(230℃, 2.16Kg에서 측정된 MI가 105 ℃)를 상기 분쇄물 100 중량부에 대하여, 1 중량부로 첨가하였다.
다음으로 압출기로 70mm twin screw 압출기로서 동방향 회전 타입의 압출기에서 용융압출하여 압출물을 제조하였다. 스크린 메쉬를 통해 이물을 제거한 후. 다이스를 통과한 스트랜드는 수조에서 냉각과 공기에서의 냉각을 거쳐 펠렛 절단기에서 2mm크기로 절단하였다. 이후 사이즈 선별기를 통과한 후 사일로에 저장하였다.
상기 분쇄기, 압출기 투입구 및 사일로에는 네오븀 자석(10,000Gauss)을 설치하여 자성물질을 제거하였다.
제조된 복합소재의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 상용화제의 함량을 2 중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
제조된 복합소재의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 상용화제의 함량을 3 중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
제조된 복합소재의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
폐자재를 사용하지 않고, 신재 폴리프로필렌 수지 80 중량%와 신재 유리섬유 20 중량%를 압출기에 투입하여 용융압출하여 압출물을 제조하였다. 스크린 메쉬를 통해 이물을 제거한 후. 다이스를 통과한 스트랜드는 수조에서 냉각과 공기에서의 냉각을 거쳐 펠렛 절단기에서 2mm크기로 절단하였다. 이후 사이즈 선별기를 통과한 후 사일로에 저장하였다.
제조된 복합소재의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
| 시험 방법 | 단위 | 비교예1 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | |
| ASH TEST(600℃) | ASTM D7348 | % | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 인장강도 | ASTM D638 | MPa | 37 | 40.4 | 42.8 | 45.4 |
| 신율 | ASTM D638 | % | 3 | 3.2 | 3.4 | 3.7 |
| IZOD 충격강도 | ASTM D256 | J/M | 30 | 35 | 39.6 | 45.3 |
| 비중 | ASTM D792 | g/cm3 | 1.05 | 1.05 | 1.05 | 1.05 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 상용화제의 함량이 증가할수록 인장강도가 향상되었으며, 신율 및 충격강도가 향상되는 것을 확인하였다.
또한, 폐자재를 사용하지 않고 신재 수지 및 유리섬유를 사용한 비교예 1과 비교하여 동등유사한 물성을 나타내는 것을 확인하였다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (3)
- a) 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 및
b) 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유를 첨가하고, 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계;
를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 a)단계에서 분쇄 시 분쇄기의 칼날의 마모에 의해 발생하는 자성물질을 제거하는 과정을 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 a)단계는 유리섬유의 비산을 방지하기 위하여 밀폐된 분쇄기 내에서 수행되며, 상기 분쇄기로부터 배출되는 분쇄물을 덮개가 설치된 컨베이어를 통해 상기 b)단계의 압출기로 이송하고, 상기 컨베이어에 연결된 측면공급기를 통하여 신재 유리섬유 및 상용화제를 첨가하는 것인 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200036143A KR102645523B1 (ko) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200036143A KR102645523B1 (ko) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210119701A true KR20210119701A (ko) | 2021-10-06 |
| KR102645523B1 KR102645523B1 (ko) | 2024-03-11 |
Family
ID=78077246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200036143A KR102645523B1 (ko) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102645523B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023234542A1 (ko) * | 2022-05-30 | 2023-12-07 | 삼성전자주식회사 | 재생 수지를 이용한 무기물 비보강 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 적용한 세탁기 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0691646A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-05 | Mitsubishi Motors Corp | 材料再生方法 |
| JP2002059082A (ja) * | 2000-08-17 | 2002-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | 再利用可能プラスチック生産方法及び装置 |
| KR101383621B1 (ko) * | 2012-10-26 | 2014-04-10 | (주)대웅 | 인장강도 및 굴곡강도가 향상된 재활용 폴리프로필렌 고분자 복합재료 조성물 및 그 제조방법 |
| KR20170096287A (ko) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 주식회사 대한민국사람 | 에너지 효율 및 생산성이 뛰어난 폐플라스틱 재생 장치 및 방법 |
-
2020
- 2020-03-25 KR KR1020200036143A patent/KR102645523B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0691646A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-05 | Mitsubishi Motors Corp | 材料再生方法 |
| JP2002059082A (ja) * | 2000-08-17 | 2002-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | 再利用可能プラスチック生産方法及び装置 |
| KR101383621B1 (ko) * | 2012-10-26 | 2014-04-10 | (주)대웅 | 인장강도 및 굴곡강도가 향상된 재활용 폴리프로필렌 고분자 복합재료 조성물 및 그 제조방법 |
| KR20170096287A (ko) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 주식회사 대한민국사람 | 에너지 효율 및 생산성이 뛰어난 폐플라스틱 재생 장치 및 방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023234542A1 (ko) * | 2022-05-30 | 2023-12-07 | 삼성전자주식회사 | 재생 수지를 이용한 무기물 비보강 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 적용한 세탁기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102645523B1 (ko) | 2024-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102898723A (zh) | 一种聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| KR102181876B1 (ko) | 이차전지 폐분리막을 이용한 복합수지 조성물의 제조 방법 | |
| EP1627014B1 (de) | Gummimehl-enthaltende elastomerlegierungen | |
| CN102167877B (zh) | 一种扩链再生聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN107641255A (zh) | 玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN111518334A (zh) | 一种从废弃的聚丙烯管道中回收制备改性聚丙烯复合材料的方法 | |
| CA2538592A1 (en) | Method and system of compounding fiber reinforced thermoplastic | |
| CN106147009A (zh) | 一种由再生聚丙烯制备的填充母粒及其制备方法 | |
| KR102645523B1 (ko) | 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법 | |
| CN105237943A (zh) | 一种刚性增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| KR20170070732A (ko) | 장섬유 강화 폴리프로필렌 수지 조성물 | |
| CN1114572C (zh) | 废旧塑料和粉煤灰复合制品的模压生产方法 | |
| CN114045043B (zh) | 一种高抗冲木塑头盔复合材料及制备方法 | |
| KR101543124B1 (ko) | 충격강도가 우수한 재활용 열가소성 소재 | |
| KR20120005254A (ko) | 재생 폴리아미드66 수지의 제조방법 | |
| CN106432860A (zh) | 一种废弃滴灌带回收改性料及其制备方法 | |
| KR101590758B1 (ko) | 열가소성 폴리우레탄 및 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지로 구성된 폐플라스틱의 재활용 방법 | |
| CN114350072B (zh) | 一种聚丙烯组合物及其制备方法与应用 | |
| US10968323B2 (en) | Natural fiber composite and method of production | |
| KR101733629B1 (ko) | 자동차 폐카페트를 이용한 자동차용 플라스틱 대체품의 제조방법 | |
| EP0011240B1 (de) | Verfahren zur Herstellung kleinteiliger, mit faserförmigen Additiven versehener Polyolefin-Formmassen und deren Verwendung zur Herstellung von Formkörpern | |
| KR101895364B1 (ko) | 충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물 및 그 제품 | |
| KR101887885B1 (ko) | 재생수지를 이용한 경량 재생수지 조성물 및 이의 제조방법 | |
| KR100537855B1 (ko) | 폐ｇｍｔ를 재활용하여 재생수지를 제조하는 방법 | |
| CN106633272A (zh) | 一种预防塑料盆中砂眼现象的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |