KR950008137B1 - 열가소성 수지와 폐섬유 및 필름 분쇄물을 이용한 시이트 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열가소성 수지와 폐섬유 및 필름 분쇄물을 이용한 시이트 및 이의 제조방법

제1도는 실타는 기계의 칼날이고,

제2a도는 펠렛 제작기(칩분쇄기)의 길이방향 절단칼이고,

제2b도는 펠렛 제작기(칩분쇄기)의 가로방향 절단칼이며,

제3도는 제조된 펠렛의 섬유 배향을 나타낸다.

본 발명은 폐섬유 및 폐필름 분쇄물을 활용하여 이것을 합성수지에 혼합해서 제조되는 보강시이트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐섬유 및 폐필름 분쇄물과 열가소성 폴리프로필렌 수지를 활용하여 이들을 일정비율로 용융혼합하여 펠렛을 제작하고 이것을 원료로 압출기를 이용해서 제조되는 시이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근간 섬유 보강 합성수지의 용도는 산업발전에 따라 다양한 형태로 발전하고 있다. 또한 이들 보강섬유로서는 사용용도에 따라서 고기능 무기섬유(카본섬유, 글라스섬유, 붕소섬유 등), 유기합성섬유(나일론, 폴리에스테르, PP 등), 천연섬유(목분, 왕겨분, 짚, 면)등이 다양하게 사용되고 있다. 폐섬유를 활용하는 것으로는 일본공개 특허평 2-124956이 알려져 있다. 그러나, 본 발명은 평 2-124956의 제조공정에 비해서 폐섬유를 분쇄하는 공정을 없앴으며, 또한 혼합한 원료를 바로 롤 밀 압착 판상화 작업함으로써 공정의 연속화를 꾀할 수 있는 장점이 있고 원료로 사용하는 잡천에 있어서도 섬유경 및 강도 한정이 없다.

또한 본 발명에서는 충진제(filler)인 탄석(CaCO₃) 대신 폐필름을 사용함으로써 비중을 낮추고 작업을 용이하게 함을 특징으로 한다.

공지의 Wood Stock에서는 목분을 사용하고 있다. 목분을 사용하여 제조한 시이트는 자동차 도어트림에 널리 사용되고 있으나, 충격강도 및 제물성이 섬유를 사용한 시이트에 비해 약하며, 특히 파괴시 파편의 조각이 뾰족하여 사고가 발생할때 상처를 입힐 수 있으며, 촉감 및 제진성이 섬유를 사용한 시이트에 비해 약하다.

이와 같은 단점은 본 발명에서와 같이 폐섬유 및 폐필름을 사용하여 시이트를 제조하면 개선될 수 있다.

본 발명의 원료에 대하여 좀더 자세히 설명하면, 폐섬유는 170℃ 이상에서도 탄화 및 물성저하가 생기지 않는 내열성이 강한 섬유로서 주로 폴리에스테르와 면, 그외 잡섬유로서 폴리에스테르가 70% 이상 함유된 것이면 좋다. 예를들면, 폴리에스테르섬유, 유리섬유, 보론섬유, 카본섬유중에서 1종 이상을 사용할 수 있다. 이들 섬유는 전국 각지의 섬유봉제업체 폐기물을 수거하여 얻는다.

한편 카셋트비디오 테이프 필름을 제조하는 회사로부터 나오는 불량 및 가장자리 커팅부의 폐기물(Flush)은 통상 산업폐기물로 소각시켜 왔으나, 본 발명에서는 이들 내열성이 강한 폐필름을 분쇄하여 충진제 대신 활용하였다. 본 발명에서는 폐필름으로서 폴리에스테르필름, 폴리이미드필픔 중에서 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 제조공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 섬유공장 및 봉제업체로부터 나온 폐섬유 및 잡천을 제1도에서 나와 있는 실타는 기계에 장착된 칼날을 통해 파쇄작업을 한다. 이때 잡천을 사전에 50∼100mm 정도로 잘게 재커팅하여 올을 틋어 섬유화 한다. 제1도에서 보여지는 칼날의 높이는 4mm로서, 천을 찢어 올을 틋는 역할을 하며 이러한 공정을 두 세번 거치는 동안 폐섬유를 얻을 수 있다. 이 방법으로 얻은 폐섬유를 폴리프로필렌 및 분쇄된(분쇄 크기는 3 mm 미만으로 하고 특히 장방형으로 분쇄하면 더욱 좋다) 필름과 같이 반버리 혼합기 (Bunbury Mixer)에서 용융혼합한다. 이때 혼합되는 원재료 구성비는 폴리프로필렌 100중량부로 하고 폐섬유를 10∼100중량부, 마그네틱 필름 분쇄물을 10∼30중량부로 하여 용융혼합토록 한다. 이때 반버리 혼합기의 온도는 170∼200℃가 적합하고 그 이상의 경우 일부 섬유의 탄화현상으로 물성저하의 원인이 된다.

혼합시간은 10분 정도가 적합하며, 이렇게 하여 얻어진 용융혼합원료는 즉시 롤 밀 압착 판상화 작업을 해야 한다. 즉시 작업하지 않을 경우 결정화되어 시이트 작업이 불가능하다. 이때, 카렌다링에 의한 시이트 연속작업도 가능하나, 본 발명에서는 제2a도 및 제2b도의 칼날을 갖는 칩 분쇄기를 사용하여 펠렛화함으로써 섬유의 길이를 일정하게 하였다.

공지의 일본공개 특허평 2-124956에서는 사용섬유의 길이를 0.5∼50mm로 한정하고 있으나 본 발명에서 사용하는 섬유의 길이는 50∼100mm의 섬유를 사용하기 때문에 원료혼합시 섬유분쇄과정을 거치지 않음으로해서 섬유 분쇄공정을 없앨 수 있으며, 또한 롤 밀 압착 판상화 작업에 의해 섬유는 일정방향으로 배향하게 되고, 따라서 롤 밀 압착 판상화 작업이 끝난 시이트 내의 섬유는 길이방향의 배향성을 갖게 되므로 제2b도의 가로방향 절단칼날의 시간조절에 따라 원하는 길이의 펠렛으로 제조할 경우 그 내에 일방향성을 갖는 일정길이의 섬유를 함유할 수 있도록 유도가 가능하게 되며, 이러한 펠렛을 압출하여 시이트로 제조하면 물성이 향상된 시이트를 얻을 수가 있다.

따라서, 본 발명은 섬유길이가 일정하여 사용하기 간편할 뿐만 아니라 취급이 용이하도록 제조된 펠렛을 활용하여 시이트를 제조함을 특징으로 한다. 이들 원료는 또한 사출에도 활용할 수 있다.

제2a도 및 제2b도는 칩을 제조하는(펠렛 제조기) 칼날을 보여주는데, 제2a도는 시이트를 길이방향으로 일정하게 잘라주는 역할을 하고, 제2b도는 길이방향으로 일정하게 잘리워진 시이트를 가로방향으로 일정하게 잘라주는 역할을 하여 결국 일정한 모양의 펠렛을 얻도록 한다. 이때 펠렛의 길이는 약 3∼10mm 상태로 잘라주며 바람직하기로는 5∼7mm로 한다.

이러한 펠렛을 원료로 압출기를 활용, 시이트를 제조함으로써 판상의 제품을 얻을 수 있다. 압출작업시 중요한 것은 실린더 및 다이의 온도로서 온도가 높아지면 탄화현상이 발생하며, 생산된 시이트에 조금만 충격을 주어도 쉽게 깨어지거나 부서지는 현상을 볼 수 있었다. 따라서, 작업온도는 약 170∼200℃에서 작업하는 것이 적당하다. 판상의 시이트 제조공정을 쉽게 도표로 나타내면 다음과 같다.

이하 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다.

[실시예 1]

폴리프로필렌(Grade : H550, 호남정유) 100중량부에 섬유 50중량부, 마그네틱 필름 분쇄물 10중량부를 배합하여 용융혼합하고, 롤 밀 판상화한 후 펠릿화하고, 이를 용융압출해서 얻은 시이트의 물성을 조사하여 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

폴리프로필렌(Grade : H550, 호남정유) 100중량부에 섬유 60중량부, 마그네틱 필름 분쇄물 20중량부를 배합하여 용융혼합하고, 롤 밀 판상화한 후 펠릿화하고, 이를 용융합출해서 얻은 시이트의 물성을 조사하여 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

폴리프로필렌(Grade : M560, 호남정유) 100중량부에 섬유 60중량부, 마그네틱 필름 분쇄물 20중량부를 배합하여 용융혼합하고, 롤 혼합판상화한 후 펠릿화하고, 이를 용융압출해서 얻은 시이트의 물성을 조사하여 표 1에 나타내었다.

[비교예]

PP와 목분을 구성성분으로 하는 Wood Stock의 물성을 표 1에 나타내었다.실시예 1 내지 3에서 사용한 섬유는 폐섬유로 길이는 50∼100mm이고, 실제 펠렛의 크기는 3×4mm, 두께 2mm의 사각 펠렛이다.

[표 1]

[실험예 1 내지 4]

본 실험들은 실시예 1과 같이 폴리프로필렌(Grade H550, 호남정유) 100중량부에 섬유 50중량부, 마그네틱 필름 분쇄물 10중량부를 배합하여 펠렛 크기가 다르게 펠렛화한 경우의 물성 동향이다. 결과는 표 2에 나타내었다. 이들 실험예에서는 펠렛 크기가 클수록 물성이 향상되나 작업성은 떨어짐을 알 수 있었다.

[표 2]

상시 실시예 및 실험예에서 본 바와 같이 폐섬유 및 폐마그네틱 필름 분쇄물을 사용하여 혼합함으로써 저 비중 및 특히 저온충격강도가 우수한 시이트를 얻을 수 있으며, 섬유의 길이를 펠렛으로 조절하여 이용함으로써 다루기 쉽고 사용이 편리하여 일본공개 특허평 2-124956과 비교해 볼 때, 그 제조방법도 간단한 장점이 있다.

Claims (8)

1. 폐섬유를 이용한 시이트 제조방법에 있어서, 열가소성 수지와 폐필름 분쇄물 및 50∼100mm 길이의 내열성이 강한 폐섬유를 용융혼합한 후, 롤 밀 압착 판상화함으로써 혼합된 섬유를 수지내에서 한 방향으로 배향시킨 다음, 이를 펠렛화하여 섬유길이를 조정한 후, 압출하는 것을 특징으로 하는 시이트 제조방법.
2. 열가소성 수지와 폐필름 분쇄물 및 50∼100mm 길이의 폐섬유를 용융혼합한 혼합물을 롤 밀 압착 판상화한 다음, 이를 펠렛화하여 만들어진 펠렛을 압출하여 제조된 합성수지 시이트.
3. 제1항에 있어서, 열가소성 수지 100중량부에 대하여 폐필름 분쇄물 10∼30중량부, 폐섬유 10∼100중량부로 배합하여 용융혼합함을 특징으로 하는 시이트 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 폐섬유는 폴리에스테르섬유, 유리섬유, 보론섬유 및 카본섬유 중 1종 이상임을 특징으로 하는 시이트 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 폐필름은 폴리에스테르필름 및 폴리이미드필름 중 1종 이상임을 특징으로 하는 시이트 제조방법.
6. 제2항에 있어서, 혼합물은 열가소성 수지 100중량부, 폐필름 분쇄물 10∼30중량부 및 폐섬유 10∼100중량부로 배합된 것임을 특징으로 하는 합성수지 시이트.
7. 제2항에 있어서, 폐섬유는 폴리에스테르섬유, 유리섬유, 보론섬유 및 카본섬유 중 1종 이상임을 특징으로 하는 시이트.
8. 제2항에 있어서, 폐필름은 폴리에스테르필름 및 폴리이미드필름 중 1종 이상임을 특징으로 하는 시이트.