KR20230139387A - 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, a) 폐 수지, 상용화제 및 바인더를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계; b) 상기 제조된 혼합물을 압출 성형하는 단계; c) 상기 성형된 성형물을 에어냉각하는 단계; 및 d) 상기 에어냉각된 성형물을 수조냉각하는 단계를 포함하는, 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게 폐 수지, 상용화제 및 바인더를 포함하는 혼합물을 압출 및 성형한 후 에어냉각 및 수조냉각을 단계적으로 수행하여 기계적 특성이 향상된 토목 건축자재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
근래 석유화학공업의 발전과 함께 다양한 수지제품이 개발되어 널리 사용되고 있으며 특히 플라스틱은 저렴한 가격과 우수한 물적 특성으로 인해 그 사용량이 기하급수적으로 늘어남에 따라 사용 후 버려지는 폐 플라스틱의 발생량도 크게 늘고 있다.
따라서 많은 양의 폐 플라스틱이 매립이나 소각에 의해 처리되나 매립 시 부피가 커서 매립효율이 낮을 뿐 아니라 난분해성으로 인해 매립 시 조기 안정화를 저해하며, 소각에 의한 처리를 통해 일부 열 에너지를 이용하고자 하나 낮은 효율로 인해 많은 경제적인 손실이 초래되고, 다이옥신 등 유독성 가스를 배출하는 등의 문제를 야기한다.
이와 같이 폐 플라스틱의 재활용은 국가의 산업에 미치는 영향이 크므로 이를 해결할 수 있는 재활용 제품의 기술개발이 절실히 요구되고 있다.
한편, 폐 플라스틱을 재활용한 건축자재에 대한 연구가 진행되고 있으나, 여러 종류의 플라스틱이 혼합된 폐 플라스틱을 주원료로 사용할 경우 상용성이 떨어져 물성이 저하되고 특히 기계적 특성이 저하되는 문제가 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 여러 종류의 수지가 혼합된 폐 수지를 이용하여 토목 건축자재를 제조하여 환경문제를 해결할 수 있도록 하되, 압출 및 성형 후 두 단계의 냉각과정을 수행하여 향상된 기계적 특성을 나타낼 수 있는 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, a) 폐 수지, 상용화제 및 바인더를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계; b) 상기 제조된 혼합물을 압출 성형하는 단계; c) 상기 성형된 성형물을 에어냉각하는 단계; 및 d) 상기 에어냉각된 성형물을 수조냉각하는 단계를 포함하는, 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법을 제공한다.
일 양태에 따르면, 상기 혼합물은 가교제, 난연제, 열안정제 및 자외선안정제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 바인더는 폴리비닐아세테이트(PVAc), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 아크릴, 멜라민, 우레탄 및 우레아로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 c) 단계는 -10 내지 10℃의 에어로 1 내지 30초 동안 분사하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 종래 처리가 어렵고 재생에 따른 경제성이 낮았던 폐 수지를 별도의 분리과정 없이 효과적으로 재활용할 수 있도록 함으로써 환경문제를 해결하고 경제성을 확보할 수 있다.
또한, 최적화된 냉각공정을 통해 제조된 건축자재의 기계적 특성을 향상시킬 수 있어 고품질의 건축자재를 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지 식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 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. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 발명은, a) 폐 수지, 상용화제 및 바인더를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계; b) 상기 제조된 혼합물을 압출 성형하는 단계; c) 상기 성형된 성형물을 에어냉각하는 단계; 및 d) 상기 에어냉각된 성형물을 수조냉각하는 단계를 포함하는, 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법을 제공한다.
a) 단계에 앞서, 우선 수집된 폐 수지를 세절하고, 회전 및 진동이 이루어지는 메시구조체 내부에 투입하여 표면의 이물질을 제거하는 전처리 단계를 수행할 수 있다.
폐 수지는 기본적으로 재활용 가능하다고 알려진 다양한 폐 플라스틱 및 폐 비닐이 혼합된 상태를 지칭하는 것으로, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC) 및 아크릴로나이트릴(ABS)로 이루어진 군에서 선택되는 둘 이상을 포함할 수 있다.
상기 전처리 단계는 상기 폐 수지를 처리가 용이하도록 적절한 크기로 절단 후 철망 구조로 이루어진 ?또賤? 원통 형상의 메시구조체에 투입 후, 상기 메시구조체를 회전시키는 것으로, 폐 수지가 균일하게 잘 혼합되도록 하여 상분리 현상을 최대한 억제할 수 있다.
한편, 상기 메시구조체의 회전을 지지하는 프레임에 진동모터를 설치하여 회전 중 간헐적인 진동을 인가함으로 내부 투입된 폐 수지 표면의 이물질을 효율적으로 제거할 수 있다. 이때 절단된 폐 수지의 크기가 상기 메시구조체의 메시규격보다 큰 것이 바람직하며, 부피가 크고 무거운 이물질의 경우 분리수거 과정에서 이미 제거가 된 상태이므로 수거과정에서 제거되지 않은 이물질, 특히 농촌에서 수거된 농업용 폐 비닐에 붙은 흙덩어리 등이 최대한 제거될 수 있다.
상기 투입된 폐 수지에 잔재하는 수분을 비롯한 액체성분을 제거하여 후술되는 상용화제 및 바인더 혼합단계에서의 상용성 및 물성 저하를 최소화하기 위한 측면에서, 상기 회전하는 메시구조체 내측으로 60 내지 80℃의 열풍을 10 내지 15시간 동안 공급하여 건조할 수 있다.
a) 단계에서는 상기 전처리된 폐 수지, 상용화제 및 바인더를 포함하는 혼합물을 제조한다.
상용화제는 폐 수지 내 각종 수지들의 상용성을 증가시키기 위해 첨가되는 것으로, 서로 분리된 상들의 계면에 존재하여 계면장력을 낮추어주고 계면간의 접착력을 증진시킨다. 이를 위해 상기 상용화제는 에틸렌-프로필렌 고무(ethylene propylene rubber,EPR) 및 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌 블록 공중합체(styrene ethylene buthylene styrene block copolymer,SEBS)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 여러 종류의 수지 (LDPE, HDPE, PP, PS, PET, PVC, ABS)가 혼합되어 있는 다성분계 폐 수지 내 각종 수지 간의 상용성을 균일하게 증진시키고 내충격성을 향상시키기 위한 측면에서, 상기 상용화제는 EPR 및 SEBS를 동시에 포함하는 것이 바람직하며, 상기 EPR: SEBS의 중량비는 20: 80 내지 45: 55, 보다 바람직하게는 30: 70 내지 40: 60일 수 있다.
바인더는 폐 수지 내 각종 수지 입자들을 서로 잘 부착시키면서도, 상기 혼합물 내 수지 입자 및 후술되는 첨가제를 부착시킴으로써 우수한 접착성을 부여하여 최종 제조되는 건축자재의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 이를 위해 상기 바인더는 수용성 바인더를 포함하는 것이 바람직하며, 구체적으로, 폴리비닐아세테이트(PVAc), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 아크릴, 멜라민, 우레탄 및 우레아로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상술한 바인더에 의한 부착효과를 부여하면서도 점도 증가에 따른 상기 혼합물의 상안정성 저하를 억제하기 위한 측면에서, 상기 폐 수지 100 중량부에 대하여 상기 바인더 1 내지 20 중량부, 바람직하게는 2 내지 18 중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 바인더는 고형분 함량 20 내지 60 중량%, 바람직하게는 30 내지 50 중량%인 용액 상태로 투입됨으로써 상기 혼합물 내에서의 분산성을 향상시킬 수 있다. 이때 사용되는 용매로 물, 순수, 탈이온수, 증류수, 에탄올, 이소프로판올, 메탄올 및 아세톤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 구현예에 따른 상기 혼합물은 상술한 상용화제 및 바인더를 동시에 포함함에 따라 상승효과를 나타낼 수 있어 상기 폐 수지에 포함되는 각종 수지의 상용성 및 접착성을 동시에 증가시키면서도 상안정성을 확보하여 후술되는 일련의 공정을 통해 기계적 특성이 향상된 건축자재를 제조할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 혼합물 내 상용화제 및 바인더의 중량비는 2: 1 내지 5: 1, 바람직하게는 2: 1 내지 4: 1, 보다 바람직하게는 2.5: 1 내지 4: 1을 만족하는 것이 유리하다.
상기 혼합물은 가교제, 난연제, 열안정제 및 자외선안정제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이때 작업성 및 물성 저하를 일으키지 않으면서 상기 첨가제에 의한 기능성 향상 효과를 효율적으로 발현하기 위한 측면에서, 상기 폐 수지 100 중량부 기준 상기 첨가제 15 중량부 미만, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 한편, 상기 첨가제의 함량은 상기 혼합물에 포함되는 상기 첨가제의 전체 함량을 지칭한다.
가교제는 선상 고분자 화합물의 분자를 서로 화학 결합으로 연결지어 3차원 그물 모양의 고분자 화합물로 가교결합하는 것으로, 가교결합의 수를 증가시켜 외부 응력에 대한 저항성을 증가시킬 수 있다. 상기 가교제는 과산화 디큐밀(DCP, dicumyl peroxide), 디-털트-뷰틸 퍼옥시 아이소프로필 벤젠(DTBPIB, ditert-butyl peroxy isopropyl benzene) 및 디-털트-뷰틸 퍼옥시 헥센(DTBPH, di-tert-butyl peroxy hexane)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폐 수지 100 중량부에 대하여 상기 가교제 0.5 내지 5.5 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다. 이에 따라 상술한 효과를 최대한 발현하면서도 상기 혼합물이 동적반응(dynamic reaction)에 의해 가교된 상태로 압출될 수 있도록 하여 내마모성 및 내마찰성을 증가시킬 수 있다.
난연제는 난연성을 부여하기 위한 것으로 바람직하게는 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼륨(K2CO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3), 탄산바륨(BaCO3) 및 탄산알루미늄(Al2(CO3)3)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 폐 수지 100 중량부에 대하여 상기 난연제 0.5 내지 5.5 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 3 중량부를 포함함으로써 우수한 난연성을 부여함은 물론, 화염과 접촉 시 열분해에 의해 이산화탄소를 생성하여 산소 농도 감소에 따른 화재 초기 진압효과를 부여할 수 있다.
열안정제는 열안정성을 증가시키기 위한 것으로, 구체적으로 디페닐 이소옥틸 포스파이트(Diphenyl isooctyl phosphite) 및 디스테아릴 펜타에릴 디포스파이트(Distearyl pentaeryl diphosphite)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때 상기 폐 수지 100 중량부에 대하여 상기 열안정제 0.5 내지 5.5 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다.
자외선안정제는 자외선에 대한 내광성을 부여하기 위한 것으로, 자외선 흡수제, 퀘엔처(quencher)제 및 힌더드 아민계 광안정제 (hindered amine light stabilizer, HALS)로 이루어진 군에서 선택되는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때 상기 폐 수지 100 중량부에 대하여 상기 자외선안정제 0.5 내지 5.5 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다.
상기 혼합물은 추가로 윤활제, 산화방지제, 이형제, 안료, 대전 방지제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제, 내마찰제, 내마모제 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 기능성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 기능성 물질은 당분야에서 통상적으로 사용되는 물질이면 크게 제한받지 않는다.
b) 단계에서는 상기 제조된 혼합물을 압출 성형한다. 구체적으로, 상술한 폐 수지, 상용화제 및 바인더를 포함하는 혼합물을 용융 공급하여 특정 형태로 압출 성형한다.
상기 용융은 180 내지 260℃, 바람직하게는 180 내지 250℃, 보다 바람직하게는 190 내지 230℃에서 수행될 수 있다. 상기 용융온도가 180℃ 미만일 경우에는 높은 점도로 인해 성형성이 떨어지고 성형 후 밀도가 낮은 문제가 존재하며, 반면에 260℃를 초과하는 경우에는 염화수소 등 부식성 가스가 생성된다.
한편, 상기 용융 조건에서 얻어진 용융 혼합물의 우수한 유동성을 확보하기 위한 측면에서, 상기 폐 수지는 열가소성 수지 40 중량% 이상, 바람직하게는 50 내지 90 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상술한 용융과정에서 액상 부분이 50 내지 90%로, 고체 또는 유동성이 낮은 부분이 10 내지 50% 상태의 용융 혼합물 제조가 가능하여 후속되는 압출 성형 시 밀착성 및 균일성을 증가시켜 높은 밀도의 성형물 제조가 가능하게 된다.
상기 용융 혼합물 내에는 일부 폐 수지 조성이 분해되면서 생성되는 염화수소 가스, 폐 수지 전처리 과정에서 혼입되는 공기, 그리고 폐 수지에 부착하고 있던 액체 성분이 증발하면서 생성되는 가스 등이 혼재될 수 있다. 이러한 상태로 바로 압출 성형 수행 시 제조된 성형물 내에 기공이 생기면서 냉각 후 밀도가 저하될 수 있으므로, 상기 용융과정 수행 후 가스 제거 과정을 더 수행할 수 있다. 이때 가스 제거 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 가스제거 방법이라면 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 진공 또는 압축질소를 이용하여 가스제거 과정을 수행할 수 있다.
이어서, 상기 용융 혼합물을 압출 성형한다. 구체적으로, 스크류 압력 성형기의 내부에서 회전하는 스크류가 일축 방향으로 전진하여 페이스트 상태의 용융 혼합물을 가압하여 성형틀에 압출 성형한다. 이에 따라 압출방식으로 제조 가능한 다양한 건축자재, 예를 들면, 보도블록, 벽돌, 점자블록, 가로수 흙받이, 맨홀뚜껑, 조경용 벽체 등의 제조가 가능하게 된다.
c) 단계에서는 상기 성형된 성형물을 에어냉각한다. 상기 에어냉각은 성형틀의 전면에 에어 쿨링장치를 설치하여 상기 용융 혼합물이 상기 성형틀에 압출된 직후 -10 내지 10℃, 바람직하게는 -8 내지 5℃,보다 바람직하게는 -5 내지 0℃의 에어로 1 내지 30초, 바람직하게는 2 내지 20초, 보다 바람직하게는 3 내지 15초 동안 분사하여 수행될 수 있다.
상기 용융 혼합물은 압출 직후 급속 에어냉각됨으로써 높은 점도를 회복할 수 있다. 이에, 후속되는 최종 성형물 제조를 위한 수조냉각 과정에서 발생하는 바인더의 마이그레이션(migration) 현상을 억제할 수 있어 제조된 성형물 내 바인더의 균일한 분포를 유지함으로써 기계적 강도 저하 문제를 줄일 수 있다. 한편, 상기 에어냉각 조건이 상술한 범위를 벗어나는 경우 본 발명이 목적하는 바인더 마이그레이션 억제 효과가 미미하거나 제조된 성형물의 열수축이 심하게 발생하여 외형이 변형될 수 있다.
d) 단계에서는 상기 에어냉각된 성형물을 수조냉각한다. 상기 수조냉각은 상기 c) 단계에 의해 에어냉각된 성형물을 곧바로 수조에 침지함으로써 수행된다. 이때, 상기 수조냉각은 10 내지 80℃, 바람직하게는 15 내지 80℃, 보다 바람직하게는 20 내지 60℃의 물이 순환되는 수조에서 1 내지 30분 동안 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법은 상술한 에어냉각 및 수조냉각을 단계적으로 수행함에 따라 열수축에 의한 성형물의 외형 변형을 최소화하면서도 우수한 기계적 강도를 갖는 건축자재를 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 건축자재는 폐 수지를 재활용함으로써 친환경적이고 경제성이 있으며, 특히 제조과정 중 용융 혼합물 내 바인더 등 물질이 마이그레이션되면서 성형물의 두께 방향 또는 면 방향으로 불균일하게 분포됨에 따른 기계적 강도 저하 문제를 해결하여 고품질의 건축자제를 제공할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
(실시예 1)
한국자원재생공사의 혼합 폐 플라스틱 발생 실태 조사에 의하면 각 사업소에서 수집된 혼합 폐 플라스틱의 종류 및 평균조성은 PE 26%, PP 3.8%, PS 14.6%, PET 23.4% 기타 11.7%로 확인된바 있다.
PET의 경우 근래 별도 배출처리가 진행되고 있으며 PET 자체의 재활용에 따른 부가 가치가 높아 상대적으로 재활용률이 높은 실정이므로, 본 발명의 실시예에서는 PET를 제외한 LDPE, HDPE, PP, PS ABS의 5개 성분으로 이루어진 혼합 폐 수지를 활용하였으며 LDPE, HDPE, PP, PS ABS를 20:20:30:20:10의 중량 비율로 혼합된 폐 수지를 활용하였다.
상기 폐 수지를 이용하여 하기 표 1에 기재된 조성의 혼합물을 200 ℃에서 용융 혼합하였으며, 압출 성형 후 하기 표 2에 기재된 조건으로 에어 분사 냉각 및 수조 침지 냉각을 단계적으로 수행하여 보도블록을 제조하였다. 이때 하기 표 1에 기재된 함량은 폐 수지 100 중량부 기준 각 조성의 함량이며; 바인더의 함량(중량부)은, 용매를 물로 하고 고형분 함량이 40중량%인 바인더 용액의 추가를 통해 조절된 것이다.
| 조성 | 함량 (중량부) | |
| 상용화제 | EPR | 20 |
| 바인더 | EVA | 6 |
| 가교제 | 과산화 디큐밀 | 2 |
| 자외선안정제 | HALS | 1.5 |
(표 1에서 각 조성의 함량은 폐 수지 100 중량부 기준 함량을 나타낸 것이다.)
(실시예 2)
상기 실시예 1에서 상용화제 EPR 대신 EPR: SEBS가 1:1 중량비로 혼합된 상용화제를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 보도블록을 제조하였다.
(실시예 3 내지 4)
상기 실시예 2에서 하기 표 2에 기재된 조건으로 냉각과정을 수행한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
(실시예 5)
상기 실시예 2에서 디페닐 이소옥틸 포스파이트 1 중량부를 더 포함하는 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 보도블록을 제조하였다.
(비교예 1)
상기 실시예 2에서 에어냉각 과정을 수행하지 않고 바로 수조냉각을 수행한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 보도블록을 제조하였다.
(비교예 2)
상기 실시예 2에서 상용화제를 포함하지 않는 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 보도블록을 제조하였다.
(비교예 3)
상기 실시예 2에서 바인더를 포함하지 않는 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 보도블록을 제조하였다.
| 에어냉각 | 수조냉각 | |
| 실시예 1 | -3℃, 8초 | 40℃, 20분 |
| 실시예 2 | -3℃, 8초 | 40℃, 20분 |
| 실시예 3 | -8℃, 5초 | 40℃, 20분 |
| 실시예 4 | 1℃, 10초 | 40℃, 20분 |
| 실시예 5 | -3℃, 8초 | 40℃, 20분 |
| 비교예 1 | - | 40℃, 20분 |
| 비교예 2 | -3℃, 8초 | 40℃, 20분 |
| 비교예 3 | -3℃, 8초 | 40℃, 20분 |
실험예: 기계적 특성 평가
* 인장강도 및 신율 측정
실시예 1~5및 비교예 1~3에 따라 제조된 보도블록을 ASTM D638 기준에 따라 인장강도 및 신율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
*휨강도 측정
실시예 1~5 및 비교예 1~3에 따라 제조된 보도블록을 KS F 4419 기준에 따라 휨강도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 인장강도(MPa) | 신율(%) | 휨강도((MPa) | |
| 실시예 1 | 10.6 | 20.4 | 5.1 |
| 실시예 2 | 13.2 | 38.2 | 6.2 |
| 실시예 3 | 11.2 | 28.4 | 5.1 |
| 실시예 4 | 12.4 | 29.1 | 5.6 |
| 실시예 5 | 13.1 | 38.3 | 6.0 |
| 비교예 1 | 7.8 | 14.6 | 2.4 |
| 비교예 2 | 9.6 | 12.3 | 4.3 |
| 비교예 3 | 8.6 | 10.9 | 3.6 |
상기 표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 건축자재는 폐 수지를 포함한 특정 조성의 혼합물을 이용하여 압출 성형 후 에어냉각 및 수조냉각을 포함하는 두 단계 냉각과정을 수행함에 따라 우수한 기계적 특성을 나타내었다.
한편, 본 발명에서 제시한 가장 바람직한 에어냉각 조건을 만족하는 실시예(실시예 1, 2 및 5)의 경우, 그렇지 않은 실시예 3 및 4 대비 높은 기계적 특성을 나타낸 것을 확인할 수 있다. 이는 용융 혼합물의 냉각 방식에 따라 제조되는 성형물의 기계적 특성 차이가 발생함을 시사한다.
또한, 상용화제 또는 바인더를 포함하지 않는 비교예 2 및 3의 경우, 실시예와 동일한 냉각방식을 수행함에도 불구하고 인장강도 및 신율 값이 현저히 감소된 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 본 발명에 따른 용융 혼합물의 냉각방식이 단독으로 의미를 가지는 것이 아니라, 용융 혼합물 조성과 결합하여 작용함으로써 시너지 효과를 나타냄을 시사한다.
Claims (4)
- a) 폐 수지, 상용화제 및 바인더를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계;
b) 상기 제조된 혼합물을 압출 성형하는 단계;
c) 상기 성형된 성형물을 에어냉각하는 단계; 및
d) 상기 에어냉각된 성형물을 수조냉각하는 단계를 포함하는, 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 혼합물은 가교제, 난연제, 열안정제 및 자외선안정제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는, 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 바인더는 폴리비닐아세테이트(PVAc), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 아크릴, 멜라민, 우레탄 및 우레아로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 c) 단계는 -10 내지 10℃의 에어로 1 내지 30초 동안 분사하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법.
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| KR1020220036357A KR20230139387A (ko) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 폐 수지를 재활용한 건축자재의 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101543124B1 (ko) | 2013-12-24 | 2015-08-07 | 현대자동차주식회사 | 충격강도가 우수한 재활용 열가소성 소재 |
-
2022
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