KR970001521B1 - 폐 섬유와 폐 플라스틱을 이용한 인조목재의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 폐 섬유와 폐 플라스틱을 이용한 인조목재의 제조방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 1㎝ 크기로 절단한 폐섬유 30∼50중량부 및 5㎜ 크기로 분쇄한 열가소성 폐플라스틱 50∼70중량부를 혼합기 내에서 혼합하고 페놀 수지 또는 멜라민 수지 5∼15중량부를 첨가하여 균일하게 혼합한 후 180℃∼250℃로 예열된 유압프레스기내에 넣고 40㎏/㎠의 압력으로 5∼10분간 압축성형하여 프레스기내에서 가압상태로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 인조목재의 제조방법에 관한 것이다.
플라스틱은 가볍고 튼튼하며 강하고 오래 사용할 수 있는 장점으로 인하여 각종 포장용기, 자재 등으로 널리 산업에서 이용되고 있으며 생상량이 크게 증가되고 있는 바, 이와 비례하여 폐기되는 폐플라스틱의 량도 증가하나 플라스틱은 자연분해가 되지 않고 수백년 동안 쓰레기상태로 있어 환경 오염을 유발하는 주범이 되어 최근에는 플라스틱 공해라는 용어가 생길 만큼 폐플라스틱의 처리가 커다란 사회문제로 되고 있는 실정이다.
더욱이 근자에는 원유가격의 인사으로 플라스틱의 기본원료인 에틸렌, 프로필렌 등의 생산코스트가 상승하여 플라스틱 공업과 관련한 공해방지 기술로서 프라스틱 폐기물의 처리방법에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으며 플라스틱 원료가격 상승을 흡수할 수 있는 자원의 유효 이용이란 관점에서 폐플라스틱을 재활용하는 기술 개발이 절실한 때이나, 각종 산업체에서 발생하는 폐플라스틱의 규모가 엄청남에도 불구하고 효율적인 재활용은 이루어지지 못하고 있는 문제점이 있었다.
한편, 섬유회사나 의류제조업체 등에서 생산하는 화학섬유, 면섬유 등의 폐기시 발생하는 폐섬유 또한 효율적인 재활용이 이루어지지 못하고 환경오염만 유발되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 폐자원인 폐플라스틱과 폐섬유를 재활용하여 합판, 패널, 지주목 등의 인조목재를 제조함으로써 제조비용을 절감하면서도 환경보전에도 이바지 할 수 있는 인조목재의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 인조목재의 제조방법은 (i) 1㎝ 크기로 절단한 폐섬유 30∼50중량부 및 5㎜ 크기로 분쇄한 열가소성 폐플라스틱 50∼70중량부를 혼합기내에서 혼합하는 공정; (ii) 상기 (i)의 혼합물에 페놀 수지 또는 멜라민 수지 5∼15중량부를 첨가하여 균일하게 혼합하는 공정; (iii) 180∼250℃로 예열된 유압프레스기내에 상기 (ii)의 혼합물을 넣고 40㎏/㎠ 내지 60㎏/㎠의 압력으로 5∼10분간 압축성형하는 공정; 및 (iV) 상기(iii)의 공정으로 얻은 물질을 적당히 프레스기내에서 가압 상태로 냉각시키는 공정으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 각공정에 대하여 상세히 설명한다.
1. 제 (i)공정
1㎝ 크기로 절단한 폐섬유 30∼50중량부 및 5㎜ 크기로 분쇄한 열가소성 폐플라스틱 50∼70중량부를 혼합기내에서 혼합한다. 본 발명에서 사용되는 폐섬유는 일체의 폐섬유인 바, 나이론, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴 등의 일체의 화학섬유 및 면섬유 등이 모두 사용될 수 있다. 섬유제조 회사나 의류제조업체에서 섬유나 섬유제품의 생산과정중에 파생되는 폐화학섬유와 폐면섬유를 수거하여 절단기계(커팅기)에서 1㎝ 크기의 조작편으로 절단시킨다.
본 발명에서 사용되는 열가소성 폐플라스틱으로는 폴리에틸렌, 폴리프로펠렌, 폴리염화비닐 등 일체의 폐플라스틱이 모두 사용될 수 있는 바, 5㎜의 크기로 세절함으로써 혼합이 용이해질 수 있다. 열가소성을 갖는 각종 폐플라스틱 제품인 음료용기, pp포대 포장비닐등을 수거하여 이를 세척한 후 분쇄기에서 5㎜크기로 아주 잘게 분쇄시킨다. 본 발명에서는 열가소성 플라스틱을 사용함으로써 고열로 가열시 용융되어 폐섬유를 결합시키는 역할을 하게 된다.
2. 제 (ii)공정
상기 (i)의 혼합물에 페놀 수지 또는 멜라민 수지 5∼15중량부를 첨가하여 균일하게 혼합한다. 페놀 수지 또는 멜라민 수지는 열경화성 수지의 일종으로서 열경화성 수지는 반응이 진행되면 열가소성의 상태에서 마침내 불용불융(不溶不融)의 상태로 경화해 버리는 합성수지를 말하는 것으로서 내열, 내용제성이 우수한 특징이 있어서 본 발명에 따른 인조목재의 제조방법에 사용되었다. 페놀 수지 및 멜라민 수지는 가열시 보강재인 폐섬유에 침투되어 제품의 강도가 높이고, 깨어지거나 균열되는 것을 방지할 뿐만 아니라 방수성, 내한성, 가공성, 방음성, 내열성을 높이고, 표면의 내마모성도 향상시키는 역할을 한다.
본 발명에서 시럽형의 멜라민 수지를 사용하는 경우에는 포함된 수분으로 인해 완성된 성형제품에 무늬가 생기거나 기포가 발생할 수 있으므로 성형재료와 혼합 후 건조기에서 수분을 완전히 건조시킨 후 이후의 공정을 행한다.
3. 제 (iii)공정
180℃∼250℃로 예열된 유압프레스기내에 상기 (ii)의 혼합물을 넣고 40㎏/㎠ 내지 60㎏/㎠의 압력으로 5∼10분간 압축성형한다.
4. 제 (iV)공정
상기 (iii)의 공정으로 얻은 물질을 적당히 프레스기내에서 가압상태로 냉각시킨다. 한편, 보다 높은 강도를 가지는 인조목재제품을 제조하고자 하는 경우 유리섬유를 폐섬유의 5∼10중량%만큼 추가로 첨가한다. 이하, 본 발명을 한정하지 않는 실시예로서 본 발명을 설명한다.
[실시예 1]
폐섬유 1㎏과 폐플라스틱 1㎏을 혼합기에 넣고 시럽형 멜라민수지 300g을 첨가 교반하여 결합제가 폐섬유에 골고루 묻게 하고 합판형태로 재단한 후 건조기에서 수분을 제거시켰다. 그런 다음 상기의 재료를 200℃로 예열된 유압프레스기내에 넣어 40㎏/㎠의 압력으로 10분간 압축성형한 후 프레스기내에서 가압상태로 냉각하고 내용물을 탈형하여 완성품인 합판을 얻었다. 상기 제품은 표면 상태나 강도가 양호하였다.
[실시예 2]
폐섬유 0.7㎏과 폐플라스틱 1.3㎏을 혼합기에 넣고 시럽형 멜라민수지(동양양행사 제품, 고형분 72%)300g을 첨가, 교반하여 결합제가 폐섬유에 골고루 묻게 하고 패널 형태로 재단한 후 건조기에서 수분을 제거시켰다.
그런 다음 상기의 재료를 180℃로 예열된 유압프레스기내에 넣어 60㎏/㎠의 압력으로 7분간 압축성형한 후 프레스기내에서 가압상태로 냉각하고 내용물을 탈형하여 완성품인 패널합판을 얻었다. 상기 제품은 탈형이 용이하였으며 그 표면도 양호하였다.
[실시예 3]
폐섬유 1㎏과 폐플라스틱 1㎏을 혼합기에 넣고 분말형 페놀수지(강남화성 K.C 3080) 200g을 첨가, 분말이 잘 섞이도록 교반하고 패널형태로 재단한 후 200℃로 가열된 유압프레스기에서 40㎏/㎠의 압력으로 10분간 압축성형 하였다. 그런 다음 프레기내에서 가압상태로 냉각시키고 탈형하여 완성품인 패널을 얻었다. 상기 제품은 표면이나 강도가 양호하였다.
[실시예 4]
폐섬유 0.9㎏, 유리섬유 100g, 폐플라스틱 1㎏을 혼합기에 넣고 실시예 3과 동일한 공정을 행하여 완성품인 패널을 얻었다. 상기 제품은 특히 강도가 우수하였다.
[비교예 1]
폐합성 섬유를타설기내에서 타설하여 솜형태로 된 폐 섬유 1㎏과 5㎜ 크기의 폐플라스틱 분쇄물 1㎏을 혼합하여 일정크기로 재단한 후 180℃로 가열된 유압프레스기에서 40㎏/㎠의 압력으로 10분간 압축성형하였다. 내용물을 탈형시킨 후 휨을 방지하기 위해 성형된 제품을 가압상태의 온도(40℃이하)로 냉각시켜 완제품을 제조하였다. 상기 제품은 섬유질과 수지간의 불균형으로 결속력이 저하되어 박리현상이 있었다. 폐플라스틱의 량을 증가시키고 온도를 220℃까지 올려본 결과 제품이 눌러 붙고 심지어는 화재까지 발생하였다.
[비교예 2]
폐섬유 1㎏과 폐플라스틱 1㎏을 혼합기에 넣고 시럽형 멜라민수지(동주양행사 제품, 고형분 39%) 300g을 첨가혼합한 후 200℃로 가열된 유압 프레스기에서 40㎏/㎠의 압력으로 10분간 압축성형 하였다. 제품의 일부표면에 무늬가 발생하고 약간 또는 경향이 있으나 일부 절단 단면은 양호 하였다.
[비교예 3]
폐섬유 0.7㎏과 폐플라스틱 1.3㎏을 혼합기에 넣고 시럽형 멜라민수지(동주양행사 제품, 고형분 72%) 300g을 첨가혼합한 후 180℃로 가열된 유압 프레스기에서 50㎏/㎠의 압력으로 7분간 압축성형 하였다. 성형품의 표면은 비교예 2보다 나아졌으나 약간의 기포가 발생하였다.
[비교예 4]
비교예 3과 동일하게 실시하되 시럽형 멜라민수지 대신 아크릴수지(울산 퍼시픽화공 제품, 고형분 50%) 사용하였다. 성형품의 표면은 양호하나 충격에 약하여 쉽게 부서지는 단점이 있었다. 이상 비교예에서 보는 바와 같이, 폐섬유를 솜처럼 타설한 경우 폐플라스틱과의 결속력이 저하되어 박리되므로 타설한 폐섬유는 적절하지 못하였고, 비교예 2와 3에서와 같이 사럽형 멜라민 수지를 결합제로 사용할 때 건조기내에서 수분을 증발시키지 않으면 성형품 내부에 기포가 생기거나 결착력이 저하됨을 알 수 있었고, 결합제로는 열경화성 수지 중 멜라민과 페놀수지가 우수하였다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 인조목재는 표면상태가 양호하고, 강도가 우수하며 본 발명은 폐자원인 폐플라스틱과 폐섬유를 재활용하여 합판, 패널, 지주목 등의 인조목재를 제조함으로써 제조비용을 절감하면서도 환경보전에도 이바지 할 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- (i) 1㎝ 크기로 절단한 폐섬유 30∼50중량부 및 5㎜크기로 분쇄한 열가소성 폐플라스틱 50∼70중량부를 혼합기내에서 혼합하는 공정; (ii) 상기 (i)의 혼합물에 페놀 수지 또는 멜라민 수지 5∼15중량부를 첨가하여 균일하게 혼합하는 공정;(iii) 180℃∼250℃로 예열된 유압프레스기내에 상기 (ii)의 혼합물을 넣고 40㎏/㎠ 내지 60㎏/㎠의 압력으로 5∼10분간 압축성형하는 공정; 및 (iV)상기 (iii)의 공정으로 얻은 물질을 적당히 프레스기내에서 가압상태로 냉각시키는 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 폐섬유와 폐플라스틱을 이용한 인조목재의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 유리섬유를 폐섬유 중량의 5∼10중량%로 추가하여 혼합시킴을 특징으로 하는 폐섬유와 폐플라스틱을 이용한 인조목재의 제조방법.
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1993
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