WO2020080619A1 - 폴리우레탄 폼 스크랩을 재활용한 경질 폴리우레탄의 제조방법 - Google Patents

폴리우레탄 폼 스크랩을 재활용한 경질 폴리우레탄의 제조방법 Download PDF

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WO2020080619A1
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imine
urethane
reaction
thickness
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김형주
박원배
신세라
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정우화인 주식회사
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a rigid polyurethane foam, and more specifically, it is widely used as a refrigerator insulation material, a building insulation material, and various heat insulating materials, and chemically recycles scrapped polyurethane foam scrap, and is a standard required by industrial sites. And it relates to a method of manufacturing a rigid polyurethane foam that can sufficiently meet the dimensional stability.
  • the polyurethane foam can be made of a flexible polyurethane foam and a rigid polyurethane foam according to the properties of the manufacturing raw materials.
  • Rigid polyurethane foam is formed by curing a polyol and polyisocyanate to form a macromolecule, and after curing the resin, it is excellent in heat insulation, heat resistance, and flame retardancy, and thus is widely used as a heat insulating material for refrigerators and a heat insulating material for buildings.
  • Korean Patent Registration No. 10-1207370 (Registration Date: November 27, 2012)
  • Korean Patent Registration No. 10-1164382 (Registration Date: July 3, 2012)
  • Korean Patent Registration No. 10-1298525 Date of registration: August 14, 2013).
  • the present inventors devised imine polyols that cause metathesis reactions due to high-temperature heat generated in the urethane reaction process, without reconditioning the manufacturing facilities used in the past, while pursuing various experiments and countermeasures. By manufacturing and using it, a technology capable of accurately adjusting the thickness dimension of a polyurethane foam was obtained, thereby completing the present invention.
  • the scrapped polyurethane foam scrap can be recycled, and the conventional manufacturing facility is not mechanically adjusted or modified, and the conventional manufacturing facility is utilized as it is, urethane
  • the present invention is to provide a method for manufacturing a rigid polyurethane foam having high dimensional stability of a foam and sufficiently satisfying a thickness standard used in an industrial site.
  • the present invention is a technical feature of using an imine polyol that causes a metathesis reaction at a temperature of 120 ° C. or higher in a method for manufacturing a polyurethane to collect and recycle rigid waste polyurethane foam.
  • the polyol including the recycled polyol After mixing 6 parts by weight to 12 parts by weight of imine polyol with respect to 100 parts by weight of the compound, it is preferable to add an additive and an isocyanate necessary for the urethane reaction, and proceed with the urethane reaction.
  • the bond between imine bonds causes a metathesis reaction.
  • the present invention involves an exothermic reaction during the urethane reaction, and as a result, the internal temperature of the reactant reaches approximately 120 ° C to 140 ° C.
  • the imine polyol causes a metathesis reaction and exchanges with surrounding urethane reactants.
  • the structure of the foam becomes fine, so that the pressure of foaming by the blowing agent is lowered.
  • the foaming pressure by the foaming agent Use the point that lowers and, as a result, the thickness of the final product can be adjusted.
  • the present invention while using a conventional belt conveyor device, without adjusting the gap between the upper iron plate belt and the lower iron plate belt, it is possible to proceed to the urethane reaction, the product of the thickness required by the industrial site after the stabilization step of the final product There is an advantage that can supply.
  • FIG. 2 exemplarily shows a state in which the metathesis reaction of imine polyol used in the present invention reacts with macromolecules of urethane chains present in the urethane reaction.
  • the present invention is a technical feature of using an imine polyol that causes a metathesis reaction at a temperature of 120 ° C. or higher in a method for manufacturing a polyurethane to collect and recycle rigid waste polyurethane foam.
  • the present invention relates to a method for producing a recycled polyol using a recycled polyol by treating it in a depolymerization method using waste polyurethane foam collected in a refrigerator, etc., and so far imine polyol for recycled polyol It is believed that the technology used does not exist.
  • the imine polyol used in the present invention can be prepared by reacting vanillin with an amine compound.
  • 1 exemplarily shows a method for preparing an imine polyol that can be used in the present invention.
  • the reason for using the imine polyol is as follows.
  • the imine polyol used in the present invention has a property of exchanging reactions between chemical bonds in a specific temperature range, and the present invention is intended to utilize these properties of the imine polyol.
  • the imine polyol has a weak imine bond at a temperature of 120 ° C. or higher, causing a metathesis reaction, and through the metathesis reaction, the imine polyol undergoes an exchange reaction with other substances in the vicinity.
  • the imine polyol is a urethane reaction. In the process, it utilizes the fact that it undergoes an exchange reaction with macromolecules of various urethane chain binders present in the vicinity.
  • R1, R2, R3, and R4 in FIG. 2 are macromolecules including urethane bonds, each of which is a urethane bond of different molecular weight and structure) It is combined with, but is a diagram showing the phenomenon that the exchange reaction occurs by the metathesis reaction.
  • the imine polyol used in the present invention is metathesized by using the high-temperature heat generated during the urethane reaction, and by this metathesis reaction, the micro bubbles become finer than the initial one, and the foam increases in modulus. Therefore, as a result, the principle of lowering the foaming pressure is used.
  • the imine polyol generally maintains a stable state, and when the temperature of the urethane reactant rises to reach a temperature of 120 ° C. by the urethane reaction, a metathesis reaction occurs, and the modulus increases, thereby causing the foaming agent to increase. It has the effect of suppressing the foaming pressure.
  • the imine polyol causes a metathesis reaction when the internal temperature of the urethane reactant reaches about 120 ° C to 140 ° C, while the blowing agent expands at that temperature and causes microscopic bubbles (micro) in the urethane reactant. cell) to increase the foaming pressure by generating a myriad of cells, and in this process, the foaming pressure by the foaming agent is lowered by the metathesis reaction of the imine polyol.
  • the present invention is preferably used by mixing 6 parts by weight to 12 parts by weight of imine polyol with respect to 100 parts by weight of the polyol compound containing the recycled polyol.
  • the imine polyol is added in an amount of 6 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyol compound, the foam suppression effect by the modulus is low, so that the actual product has a high foaming pressure, and thus the final product thickness is greater than the thickness required by the industrial site.
  • the foam suppression effect by the modulus is high, but due to this, the thickness of the final product is higher than the thickness required by the industrial site. It is not desirable because there is a fear of lowering.
  • the imine polyol is manufactured and used in its own way, but is not necessarily limited thereto, and is not excluded from being purchased and used outside.
  • the additive and isocyanate necessary for the urethane reaction are added, and the urethane reaction proceeds through a conventional procedure. desirable.
  • the present invention collects waste polyurethane foam to obtain a recycled polyol, and mixes the recycled polyol with a new polyol to prepare a polyol compound.
  • a depolymerized reactant having an amine active hydrogen equivalent of 105 to 124 g / equivalent by KS M 3829 is obtained, and 5 to 95 parts by weight of 100 parts by weight of the depolymerized reactant Regenerated polyol is obtained by modifying one or more selected from negative ethylene oxide and propylene oxide by addition reaction.
  • the type of alkylene oxide used in the addition reaction may be specifically ethylene oxide or propylene oxide and a mixture thereof, and the addition ratio thereof is 5 parts by weight to 95 parts by weight of alkylene oxide based on 100 parts by weight of the depolymerization reaction product. It is preferred to add. At this time, if the addition amount of the alkylene oxide is less than 5 parts by weight, the amine group contained in the depolymerization product is not sufficiently converted into a hydroxyl group, and when the addition amount exceeds 95 parts by weight, a linear chain composed of only alkylene oxide is too Foams made of polyols that are softened and become large have a disadvantage of poor dimensional stability. When both the amine groups of the depolymerization reaction are modified with primary and secondary hydroxyl groups, a regenerated polyol is obtained.
  • the present invention obtains a polyol compound by mixing the regenerated polyol obtained in the manner described above with the new polyol.
  • the polyol compound is mixed with the new polyol and the regenerated polyol, but the new polyol: regenerated polyol is preferably obtained by mixing in a weight ratio of 40 to 60:60 to 40.
  • the quality of the final product has very good characteristics such as flame retardancy, heat resistance and dimensional stability, compared to a product manufactured using a new polyol.
  • the dimensional stability is so good that the thickness of the product that has just exited the belt conveyor device remains almost the same as the thickness of the first product even after a day or two has passed, so the final product thickness is required at the industrial site. Since it shows a markedly thick state compared to the thickness of the product, a polyol raw material composed of only recycled polyol is not preferable.
  • the thickness of a product fresh from a conventional belt conveyor device has 108 millimeters, even after a day or two, the thickness of the product is maintained between 106 millimeters and 107 millimeters, which makes it difficult to use in industrial sites. Is to follow.
  • the present invention is used by mixing the conventionally used new polyol and the regenerated polyol, but the new polyol: regenerated polyol is preferably used in a proportion of 40 to 60 parts by weight: 60 to 40 parts by weight.
  • the recycled polyol is used in an amount of 40 parts by weight or less, the need to specifically adjust the thickness of the final product is weak, and further, the amount of the recycled polyol is small, which is undesirable, while the content of the recycled polyol is 60 parts by weight or more.
  • Recycling polyol is relatively large, but it is not desirable from an economic point of view because the amount of chemicals to be added is relatively high.
  • imine polyol 6 parts by weight to 12 parts by weight of imine polyol are mixed with respect to 100 parts by weight of the polyol compound, and additives and isocyanate used in the urethane production process are added thereto and kneaded at high speed.
  • additives and isocyanate used in the urethane production process are added thereto and kneaded at high speed.
  • the reason for using the imine polyol is to lower the foaming pressure by the blowing agent in the urethane reaction, and the specific reason for the use ratio has already been described in detail above, so it will not be repeated.
  • additives and isocyanate raw materials are introduced in a conventional manner after that, and urethane reaction is performed. After mixing the polyol mixture and the additives used in the polyurethane manufacturing process and isoisonate at a high speed, it is put into a belt conveyor device to advance the urethane reaction.
  • the polyurethane foam collected from the insulation of the waste refrigerator was crushed to a size of about 30 mm, and 10 kg was added to the reactor, and then 4 kg of monoethanolamine was added for chemical decomposition.
  • 36 liters of nitrogen gas was injected into the reactor, the temperature of the reactor was raised to 170 ° C. under a nitrogen atmosphere, and the reaction proceeded while stirring for 6 hours.
  • Polyurethane foam scraps were subjected to a chemical reaction to obtain 10 kg of a compound at the end of a uniform liquid amine group. lost. 8 kg of the reaction product was placed in a high pressure reactor, and 16 kg of propylene oxide was added over 3 hours, and after 8 hours of aging, 78 kg of a brown viscous regenerated polyol was obtained.
  • imine polyol 152.2 kg of vanilline and 115.0 kg of amine (trade name: Jeffamine D-230) were put into a field pilot reactor, and while stirring, the heat medium boiler was operated and heated to 80 ° C. . After maintaining the pressure at 80 ° C. and removing the resulting condensed water under reduced pressure with a vacuum pump, 231.2 kg of a divalent imine polyol was prepared.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.16 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 103 mm
  • the thickness of the product after 48 hours was 100 mm.
  • measuring the foaming pressure during the urethane reaction has the advantage of indirectly predicting the thickness of the final product to some extent.
  • the mixed polyol prepared by mixing the regenerated polyol and the new polyol in the manner according to Example 2 was used.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.25 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 103 millimeters
  • the thickness of the product after 48 hours had reached 102 millimeters.
  • the mixed polyol prepared by mixing the regenerated polyol and the new polyol in the manner according to Example 3 was used.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.36 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 106 millimeters, and the thickness of the product after 48 hours had reached 104 millimeters.
  • the mixed polyol prepared by mixing the regenerated polyol and the new polyol in the manner according to Example 4 was used.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.37 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 107 millimeters
  • the thickness of the product after 48 hours was 105 millimeters.
  • the foaming pressure during the urethane reaction is significantly higher than the normal foaming pressure, and the thickness of the obtained product is relatively thick, but shrinks after a day or two. It can not be seen that the dimensional stability is excellent, but the thickness is considerably larger than the dimensions (100 millimeters) required by the industrial site.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.29 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 106 millimeters
  • the thickness of the product after 24 hours was 104 millimeters.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.24 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 105 mm
  • the thickness of the product after 24 hours was 103 mm.
  • Comparative Example 5 and Comparative Example 6 when 2 to 4 parts by weight of the imine polyol was added to 100 parts by weight of the modified polyol, the foaming pressure was lowered, and accordingly, the thickness of the final product was considerably thin. Although it was built, it was considered that there was a shortage to reach the demand level of the industrial site.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.20 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 105 millimeters
  • the thickness of the product after 24 hours had reached 102 millimeters.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was also 0.20 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 208 millimeters, and the product passed 24 hours. Its thickness was 202 millimeters.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.17 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 104 millimeters
  • the thickness of the product after 24 hours was 100 millimeters.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was also 0.17 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 208 millimeters, and the product passed 24 hours Its thickness was 201 millimeters.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.15 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 103 millimeters
  • the thickness of the product after 24 hours was 100 millimeters.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was also 0.15 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 207 millimeters, and the product passed 24 hours. Its thickness was 200 millimeters.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was 0.15 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 103 millimeters
  • the thickness of the product after 24 hours was 100 millimeters.
  • the foaming pressure after the urethane reaction was also 0.15 kgf / cm 2
  • the thickness of the product measured after passing the belt conveyor device was 206 millimeters, and the product passed 24 hours. Its thickness was 200 millimeters.
  • the present invention is a very useful technique for producing rigid urethane foam products using recycled polyols.

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Abstract

본 발명은 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 경질 폐폴리우레탄 폼을 수거하여 해중합 방식으로 처리하여 재생 폴리올을 얻고, 신생 폴리올과 재생 폴리올을 혼합하되, 신생 폴리올 : 재생 폴리올은 40 ~ 60 : 60 ~ 40 의 중량비로 혼합하여 혼합 폴리올을 얻고, 상기 혼합 폴리올 100 중량부에 대해 이민 폴리올 6 ~ 12 중량부를 혼합한 다음, 그 이후 통상적인 방식으로 첨가제 및 이소시아네이트 원료를 투입하고, 우레탄 반응을 진행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 우레탄 반응시 발생되는 반응열을 이용하고, 고온의 반응 온도에서 복분해되는 이민 폴리올에 의해, 우레탄 반응시 과도하게 발생되는 발포압을 낮추어 줌으로써, 최종적으로 얻어지는 우레탄 폼 제품의 최종 두께를 조절할 수 있는 장점이 있다.

Description

폴리우레탄 폼 스크랩을 재활용한 경질 폴리우레탄의 제조방법
본 발명은 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉장고 단열재, 건축용 단열재, 각종 보온재 등으로 널리 사용되어 폐기처분된 폴리우레탄폼 스크랩을 화학적으로 재활용하여, 산업현장에서 요구하는 규격 및 치수안정성을 충분히 충족시킬 수 있는 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 폴리우레탄 폼은 제조 원료들의 특성에 따라 연질 폴리우레탄 폼 및 경질 폴리우레탄 폼으로 제조될 수 있다.
경질 폴리우레탄 폼은 폴리올과 폴리이소시아네이트가 반응하여 거대 고분자를 형성하여 경화가 이루어지는 것이며, 수지의 경화 후에 단열성과 내열성 및 난연성 등이 우수하므로, 냉장고의 단열재, 건축물의 단열재 등으로 많이 사용되고 있다.
한편, 폐냉장고의 경우만 살펴보더라도, 우리나라에서 폴리우레탄 폐기물은 연간 2만 톤 정도에 달하는 것으로 보고되고 있지만, 재활용되지 못하고, 전량 소각되고 있어서, 이를 재활용하게 될 경우, 자원절약, 폐기물 발생량 감소 및 대기오염물질 배출의 저감 등에 크게 기여할 수 있는 것이다. 수거된 폐 폴리우레탄 폼을 소각처리할 경우, 시안화수소(HCN) 기체가 발생하여 독성과 부식성 문제를 야기하게 되므로, 폐 폴리우레탄의 사후적인 처리는 환경오염의 측면에서도 반드시 해결해야 할 심각한 문제로 대두되고 있는 실정이다.
이와 같은 문제점을 인식하여, 본 발명자들은 폐기처분된 냉장고 등으로부터 수거된 폐 폴리우레탄 폼을 재활용하는 기술을 개발하여, 이를 다수의 특허권으로 확보한 실적이 있다. 예컨대, 대한민국 특허등록 제10-1207370호 (등록일: 2012. 11. 27.)와, 대한민국 특허등록 제10-1164382호 (등록일: 2012. 7. 3.) 및 대한민국 특허등록 제10-1298525호 (등록일: 2013. 8. 14.) 등을 예시할 수 있다.
상기 대한민국 특허등록 제10-1164382호의 경우에는, 폐 폴리우레탄 폼을 재활용한 기술로서, 뛰어난 치수안정성과 높은 내열성 및 우수한 단열성을 가지고 있는 장점이 있다. 이러한 장점은 기존의 순수한 폴리올 원료(PPG, Polyester Polyol) 만을 사용하고 있는 폴리우레탄폼 제품들에 비하여, 상기 폐폴리우레탄 폼의 재활용 제품들이 단열성, 압축강도, 치수안정성, 난연성 및 경제성 등에서 월등히 우수한 성질을 보여주고 있고, 산업현장에서도 이를 인정하고 있는 점에서도 확인되고 있다.
그러함에도 불구하고, 상기 대한민국 특허등록 제10-1164382호의 폐 폴리우레탄 폼을 재활용한 기술은, 산업현장에서 요구하는 제품의 치수를 정확하게 맞추어 공급하는데 애로사항을 겪고 있었다.
본 발명자들은 이러한 종래기술의 단점을 극복하기 위하여, 다양한 실험 및 대책을 강구하던 중, 종래 사용되고 있던 제조설비를 재조정하지 않으면서도, 우레탄 반응 과정에서 발생되는 고온의 열에 의해 복분해 반응을 일으키는 이민 폴리올을 제조하여 사용함으로써, 폴리우레탄 폼의 두께 치수를 정확하게 조정할 수 있는 기술을 획득하여, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 경질 폴리우레탄 폼을 재생하여 활용하는데 있어서, 폐기처분된 폴리우레탄폼 스크랩을 재활용할 수 있고, 종래의 제조설비를 기계적으로 조정하거나 개조하지 않고, 종래의 제조설비를 그대로 활용하여, 우레탄 폼의 치수안정성이 높고, 산업현장에서 사용되는 두께 규격을 충분히 충족시킬 수 있는 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 경질 폐폴리우레탄 폼을 수거하여 재활용하는 폴리우레탄 제조방법에 있어서, 120 ℃ 이상의 온도에서 복분해 반응을 일으키는 이민 폴리올을 사용하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 경질 폐폴리우레탄 폼을 수거하여 해중합 방식으로 처리하여 재생 폴리올을 얻고, 상기 재생 폴리올을 이용하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법에 있어서, 상기 재생 폴리올을 포함한 폴리올 화합물 100 중량부에 대해 이민 폴리올 6 중량부 ~ 12 중량부를 혼합한 이후, 우레탄 반응에 필요한 첨가제 및 이소시아네이트를 투입하고, 우레탄 반응을 진행하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 이민 폴리올이 120 ℃ 이상의 온도에 이를 경우 이민 결합 사이의 결합이 복분해 반응을 일으키는 점을 이용하고 있다.
본 발명은 우레탄 반응시, 발열반응을 수반하게 되고, 그 결과 반응물의 내부 온도가 대략 120 ℃ 내지 140 ℃ 정도에 이르게 되는데, 이 과정에서 상기 이민 폴리올이 복분해 반응을 일으키고 주변의 우레탄 반응물들과 교환반응을 행하도록 함으로써, 발포체의 구조가 미세하게 되어 발포제에 의한 발포압을 낮추어주도록 하는 점을 이용한다.
본 발명은 우레탄 반응시, 발열 반응과 동시에, 발포제에 의한 발포로 인하여 미세한 기포를 생성하되, 상기 이민 폴리올의 복분해 반응에 의하여, 미세 기포가 초기보다 더 미세하게 되어짐으로써, 상기 발포제에 의한 발포압을 낮추어주고, 그 결과 최종 제품의 두께를 조정할 수 있도록 하는 점을 이용한다.
본 발명은 종래의 벨트 컨베이어 장치를 이용하면서도, 상부 철판벨트와 하부 철판벨트의 간격을 조정하지 않은 상태에서, 우레탄 반응을 진행할 수 있고, 최종 제품의 안정화 단계 이후에 산업현장에서 요구하는 두께의 제품을 공급할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에서 사용되는 이민 폴리올의 바람직한 제조방법을 예시한 반응식에 관한 것이고,
도 2는 본 발명에서 사용되는 이민 폴리올의 복분해 반응이 우레탄 반응시 주변에 존재하는 우레탄 사슬의 거대분자들과 반응하는 상태를 예시적으로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다. 본 발명에서 제공되는 구체적인 수치 또는 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태로서, 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 명백하다.
또한, 본 발명의 명세서에 있어서, 이 기술분야에서 공지된 것으로서 통상의 기술을 가진 자에 의해 용이하게 창작될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하기로 한다.
본 발명은 경질 폐폴리우레탄 폼을 수거하여 재활용하는 폴리우레탄 제조방법에 있어서, 120 ℃ 이상의 온도에서 복분해 반응을 일으키는 이민 폴리올을 사용하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 냉장고 등에서 수거한 폐 폴리우레탄 폼을 이용하여 해중합 방식으로 처리하여 재생 폴리올을 얻고, 상기 재생 폴리올을 이용하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 여태까지 재생 폴리올에 대해 이민 폴리올을 사용하는 기술은 존재하지 않은 것으로 여겨진다.
본 발명에서 사용하고 있는 이민 폴리올은 바닐린과 아민 화합물을 반응시켜 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 사용될 수 있는 이민 폴리올의 제조방법을 예시적으로 보여주고 있다.
본 발명에서, 상기 이민 폴리올을 사용하는 이유는 다음과 같다.
본 발명에서 사용되고 있는 이민 폴리올은 특정한 온도 범위에서 화학 결합간 교환반응을 하는 특성을 가지고 있는데, 본 발명은 이민 폴리올의 이러한 특성을 활용하기 위함이다. 다시 말해서, 이민 폴리올은 120 ℃ 이상의 온도에서 이민 결합력이 약해져서 복분해 반응을 일으키게 되고, 복분해 반응을 통하여 상기 이민 폴리올이 주변의 다른 물질들과 교환반응을 하게 되는데, 본 발명에서는 상기 이민 폴리올이 우레탄 반응 과정에서 주변에 존재하는 다양한 우레탄 사슬 결합체들의 거대분자들과 교환반응을 일으켜 진행된다는 점을 이용하는 것이다.
도 2는 본 발명에서 사용되는 이민 폴리올이 주변에 존재하는 우레탄 사슬들(도 2에서 R1, R2, R3, R4 는 우레탄 결합을 포함한 거대분자들로서, 각각 분자량과 구조가 다른 사슬의 우레탄 결합체를 의미한다.)과 결합하되, 복분해 반응에 의해 교환반응이 일어나는 현상을 도식화한 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되고 있는 상기 이민 폴리올은 우레탄 반응시 생성된 고온의 열을 이용하여 복분해 됨으로써, 이 복분해 반응에 의해, 미세 기포는 초기보다 더 미세하게 되어지고, 발포체는 모듈러스(Modulus)가 증가하게 되어, 결과적으로 발포압을 낮추어주게 되는 원리를 이용한 것이다.
통상적으로, 폴리올과 이소시아네이트가 결합하여 우레탄 반응을 일으킬 경우, 발열반응을 수반하게 되고, 그 결과 반응물의 내부 온도는 대략 120 ℃ 내지 140 ℃ 정도에 이르게 되는데, 이 과정에서 발포제가 팽창하면서 미세한 기포(micro cell)를 생성하게 됨으로써, 발포체 폼을 형성하게 된다.
이때, 상기 이민 폴리올은 대체적으로 안정된 상태를 유지하다가, 상기 우레탄 반응에 의해 우레탄 반응물의 온도가 상승하여 120℃ 의 온도에 도달하게 되면, 복분해 반응을 일으키게 되어, 모듈러스가 증가하게 됨으로써, 발포제에 의한 발포압을 억제하는 효과를 가져오게 된다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 이민 폴리올은 상기 우레탄 반응물의 내부 온도가 120 ℃ 내지 140 ℃ 정도에 이르게 될 경우 복분해 반응을 일으키게 되고, 한편 발포제는 그 온도에서 팽창하여 우레탄 반응물 중에 미세한 기포들(micro cell)을 무수히 생성함으로써 발포압을 높이게 되는데, 이러한 과정에서 상기 이민 폴리올의 복분해 반응에 의해 발포제에 의한 발포압을 낮추어주게 되는 것이다.
본 발명은 상기 재생 폴리올을 포함한 폴리올 화합물 100 중량부에 대해 이민 폴리올 6 중량부 ~ 12 중량부를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 이민 폴리올을 폴리올 화합물 100 중량부에 대하여 6 중량부 이하로 투입할 경우, 상기 모듈러스에 의한 발포 억압 효과가 낮아서 실제 제품의 발포압이 높고 이로 인하여 최종 제품의 두께가 산업현장에서 요구하는 두께보다 큰 단점이 있는 반면에, 상기 폴리올 화합물 100 중량부에 대하여 12 중량부 이상으로 투입할 경우에는, 상기 모듈러스에 의한 발포 억압 효과가 높지만, 이로 인하여 최종 제품의 두께가 오히려 산업현장에서 요구하는 두께보다 낮아질 염려가 있으므로 바람직스럽지 못하다.
본 발명은 상기 이민 폴리올을 자체적인 방식으로 제조하여 사용하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 외부에서 구입하여 사용하는 것을 배제하지 않는다.
본 발명은 상기 재생 폴리올을 포함한 폴리올 화합물 100 중량부에 대해 이민 폴리올 6 중량부 ~ 12 중량부를 혼합한 이후, 우레탄 반응에 필요한 첨가제 및 이소시아네이트를 투입하고, 통상적인 절차를 거쳐서 우레탄 반응을 진행하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다.
본 발명은 폐 폴리우레탄 폼을 수거하여 재생 폴리올을 얻고, 상기 재생 폴리올을 신생 폴리올과 혼합하여 폴리올 화합물을 제조한다.
본 발명에 있어서, 상기 재생 폴리올을 얻는 방법은 본 발명자들에 의한 선행 대한민국 특허등록 제10-1164382호의 기술을 이용하는 것이 바람직하다. 이 방식에 의하면, 경질 폐폴리우레탄 칩 100중량부에 10 내지 90중량부의 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 및 다음 화학식 1로 표기되는 아민 중에서 선택된 하나 이상을 170℃에서 5 내지 6시간 반응시킴으로써 아민활성수소당량이 KS M 3829 방법에 의하여 105~124g/당량을 갖는 해중합반응물을 얻고, 상기 해중합반응물 100중량부에 5 내지 95중량부의 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드 중에서 선택된 하나 이상을 부가반응시켜 개질함으로써 재생 폴리올을 얻는다.
NH2(CH2CHCH3O)mCHCH3NH2 - - - - [화학식 1]
[위 화학식 1에서 m = 2.5, 6.1이다]
상기 부가반응에서 사용되는 알킬렌옥시드의 종류는 구체적으로 에틸렌옥시드 또는 프로필렌옥시드 및 그 혼합물이 사용될 수 있고, 그 첨가비율은 해중합반응물 100중량부에 대하여 5중량부 내지 95중량부의 알킬렌옥시드를 부가하는 것이 바람직하다. 이때, 알킬렌옥시드의 첨가량이 5중량부 미만이면, 해중합물에 함유되어 있는 아민기가 하이드록실기로 충분히 전환되지 못하고, 첨가량이 95중량부를 초과하면, 알킬렌옥시드로만 구성된 선형의 사슬이 너무 커져 연질화되어 이렇게 폴리올로 만들어진 발포체는 치수안정성이 좋지 않은 단점이 있다. 상기 해중합반응물의 아민기를 모두 1차 및 2차 히드록시기로 개질하면 재생 폴리올이 얻어진다.
본 발명은 위에서 설명한 방식으로 얻어진 재생 폴리올을 신생 폴리올과 혼합하여 폴리올 화합물을 얻는다. 상기 폴리올 화합물은 신생 폴리올과 재생 폴리올을 혼합하되, 신생 폴리올 : 재생 폴리올은 40 ~ 60 : 60 ~ 40 의 중량비로 혼합하여 얻는 것이 바람직하다.
상기 재생 폴리올을 그대로 사용할 경우, 최종 제품의 품질은 신생 폴리올을 이용하여 제조된 제품에 비하여, 그 난연성과 내열성 및 치수안정성 등이 매우 양호한 특징을 가지고 있다. 그렇지만, 치수안정성이 너무 좋아서, 벨트 컨베이어 장치를 갓 나온 제품의 두께가, 그때로부터 하루 이틀 정도 경과된 경우에도 최초 제품의 두께를 거의 동등한 수준으로 유지하고 있어서, 최종 제품의 두께가 산업현장에서 요구하는 제품 두께에 비하여 현저하게 두꺼운 상태를 보여주게 되므로, 재생 폴리올 만으로 구성된 폴리올 원료는 바람직스럽지 못하다. 예컨대, 통상적인 벨트 컨베이어 장치를 갓 나온 제품의 두께가 108 밀리미터를 가지고 있는 경우, 하루 이틀을 지나도, 그 제품의 두께는 106 밀리미터 ~ 107 밀리미터를 유지하게 되는 것이어서, 산업현장에서 사용하는데 많은 어려움이 뒤따르는 것이다.
본 발명은 통상적으로 사용되고 있는 신생 폴리올과 상기 재생 폴리올을 혼합하여 사용하되, 신생 폴리올 : 재생 폴리올은 40 ~ 60 중량부 : 60 ~ 40 중량부의 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 재생 폴리올을 40 중량부 이하로 사용할 경우, 최종 제품의 두께를 특별히 조정할 필요성이 약하고, 더구나 재생 폴리올의 투입량이 적어서 바람직스럽지 못한 반면에, 상기 재생 폴리올의 함량을 60 중량부 이상으로 포함할 경우, 재생 폴리올의 투입량은 상대적으로 많지만, 그에 비례하여 투입되는 약품의 양이 상대적으로 많아져서 경제적 측면에서 바람직하지 않다.
본 발명은 상기 폴리올 화합물 100 중량부에 대하여, 이민 폴리올 6 중량부 ~ 12 중량부를 혼합하고, 여기에 우레탄 제조공정에서 사용되는 첨가제와 이소시아네이트를 투입하고, 고속으로 혼련한다. 우레탄 반응 과정에서, 이민 폴리올에 의한 복분해 반응을 일으켜 발포제에 의한 발포압을 낮추어주는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 이민 폴리올을 사용하는 이유는 우레탄 반응에서 발포제에 의한 발포압을 낮추어주기 위한 것이고, 그 사용 비율의 구체적인 이유에 대해서도 이미 위에서 상세하게 설명하였으므로, 이를 반복하지 않기로 한다.
본 발명은 그 이후 통상적인 방식으로 첨가제 및 이소시아네이트 원료를 투입하고, 우레탄 반응을 진행하게 된다. 상기 폴리올 혼합물과 폴리우레탄 제조과정에서 사용되는 첨가제 및 이소이사네이트를 고속으로 혼합한 이후, 벨트 컨베이어 장치에 투입하여 우레탄 반응을 진행하게 되는 것이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명확하게 될 것이다. 단, 본 발명이 하기 실시예로 제한되는 것은 아님은 명확하다.
< 재생 폴리올의 제조>
[ 실 시 예 1 ]
폐 냉장고의 단열재로부터 수집된 폴리우레탄 폼을 30mm 정도 크기로 분쇄하여 10kg을 반응기에 투입한 다음, 화학적 분해를 위하여 모노에탄올아민 4kg를 첨가하였다. 질소기체 36ℓ를 반응기에 주입하여 질소분위기 하에서 반응기의 온도를 170℃ 까지 승온시켜 6시간 동안 교반시키면서 반응을 진행시킨 결과 폴리우레탄폼 스크랩들이 화학적 반응을 거쳐 균일한 액상 아민기 말단의 화합물 10kg이 얻어졌다. 상기 반응 생성물 8kg을 고압반응기에 넣고 프로필렌옥시드 16kg을 3시간에 걸쳐 부가시키고 8시간 숙성 후에 갈색의 점성이 있는 재생 폴리올 78kg을 얻었다.
< 혼합 폴리올의 제조>
[ 실 시 예 2 ]
상기 실시예 1에 의한 재생 폴리올 40 kg과 신생 폴리올 60 kg을 혼합하고, 혼합 폴리올 100 kg을 제조한 후, 다음 사용을 위하여 보관하였다.
[ 실 시 예 3 ]
상기 실시예 1에 의한 재생 폴리올 50 kg과 신생 폴리올 50 kg을 혼합하고, 혼합 폴리올 100 kg을 제조한 후, 다음 사용을 위하여 보관하였다.
[ 실 시 예 4 ]
상기 실시예 1에 의한 재생 폴리올 60 kg과 신생 폴리올 40 kg을 혼합하고, 혼합 폴리올 100 kg을 제조한 후, 다음 사용을 위하여 보관하였다.
< 이민 폴리올의 제조>
[ 실 시 예 5 ]
이민 폴리올(Imine polyol)을 제조하기 위하여, 바닐린(Vanilline) 152.2 kg과 아민 (상품명: Jeffamine D-230) 115.0 kg을 현장 파일롯 반응기에 투입하고, 교반하면서, 열매체 보일러를 작동시켜 80 ℃로 가열하였다. 80 ℃ 상태로 유지하면서, 생성되는 축합수를 진공펌프로 감압 제거한 후, 2가의 이민 폴리올 231.2 kg을 제조하였다.
< 신생 폴리올을 사용하였을 경우, 발포압 및 최종 제품의 두께 >
[ 비교 실시예 1 ]
통상적인 방식으로 진행된 폴리우레탄 반응시의 발포압을 측정하고, 최종 제물의 두께를 측정함으로써, 본 발명의 기술적 특징을 비교하는 데이터를 얻기 위하여, 신생 폴리올을 100 % 사용한 경우를 살펴보았다.
이를 위하여, 신생 폴리올(PPG) 100 kg, 정포제 DC-193 2kg, 난연제 TCPP 10 kg, 촉매 PC-5 1 kg 및 발포제로서 물 5 kg과 싸이클로펜탄 13 kg을 1 차적으로 배합하고, 여기에 MDI 120 kg을 혼합한 다음, 고속으로 믹싱하였다. 믹싱한 액을 벨트 컨베이어 장치에 투입하고, 발포압을 측정하였고, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 48시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.16 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 103 밀리미터 이었으며, 48 시간이 경과된 제품의 두께는 100 밀리미터를 이루고 있었다.
이때, 상기 발포압이 제품의 두께와 직결되는 성질이 있으므로, 우레탄 반응시의 발포압을 측정하면 최종 제품의 두께를 어느 정도 간접적으로 예측할 수 있는 잇점이 있다.
< 혼합 폴리올을 사용하였을 경우, 발포압 및 최종 제품의 두께 >
[ 비교 실시예 2 ]
상기 실시예 2에 의한 방식으로 재생 폴리올과 신생 폴리올을 혼합하여 제조된 혼합 폴리올을 사용하였다.
상기 혼합 폴리올 100 kg, 정포제 DC-193 2kg, 난연제 TCPP 10 kg, 촉매 PC-5 1 kg 및 발포제로서 물 5 kg과 싸이클로펜탄 13 kg을 1 차적으로 배합하고, 여기에 MDI 120 kg을 혼합한 다음, 고속으로 믹싱하였다. 믹싱한 액을 벨트 컨베이어 장치에 투입하고, 발포압을 측정하였고, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 48시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.25 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 103 밀리미터 이었으며, 48 시간이 경과된 제품의 두께는 102 밀리미터를 이루고 있었다.
[ 비교 실시예 3 ]
상기 실시예 3에 의한 방식으로 재생 폴리올과 신생 폴리올을 혼합하여 제조된 혼합 폴리올을 사용하였다.
이후, 상기 비교 실시예 2와 동일한 성분 및 비율로 혼합하여 우레탄 반응을 일으키고, 발포압을 측정하였으며, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 48시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.36 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 106 밀리미터이었으며, 48 시간이 경과된 제품의 두께는 104 밀리미터를 이루고 있었다.
[ 비교 실시예 4 ]
상기 실시예 4에 의한 방식으로 재생 폴리올과 신생 폴리올을 혼합하여 제조된 혼합 폴리올을 사용하였다.
이후, 상기 비교 실시예 2와 동일한 성분 및 비율로 혼합하여 우레탄 반응을 일으키고, 발포압을 측정하였으며, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 48시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.37 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 107 밀리미터 이었으며, 48 시간이 경과된 제품의 두께는 105 밀리미터를 이루고 있었다.
상기 비교실시예 2 내지 비교실시예 4에 의하면, 우레탄 반응시의 발포압이 통상시의 발포압에 비하여 현저하게 높고, 그 이후 얻어진 제품의 두께가 상대적으로 두꺼운 반면에, 하루 이틀 지난 이후에도 거의 수축되지 않아 치수안정성은 우수하지만, 산업현장에서 요구하는 치수(100 밀리미터)에 비하여 상당한 정도로 두께가 크다는 것을 알 수 있다.
< 개질 폴리올을 사용하였을 경우, 발포압 및 최종 제품의 두께 >
[ 비교 실시예 5 ]
상기 실시예 1에 의한 재생 폴리올 49 kg과 신생 폴리올 49 kg을 혼합하여 혼합 폴리올 98 kg을 제조한 후, 여기에 상기 실시예 5에 의한 이민 폴리올 2 kg을 혼합하여 개질 폴리올 100 kg을 준비하였다.
상기 개질 폴리올 100 kg에 대하여, 정포제 DC-193 2kg, 난연제 TCPP 10 kg, 촉매 PC-5 1 kg 및 발포제로서 물 5 kg과 싸이클로펜탄 13 kg을 1 차적으로 배합하고, 여기에 MDI 120 kg을 혼합한 다음, 고속으로 믹싱하였다. 믹싱한 액을 벨트 컨베이어 장치에 투입하고, 발포압을 측정하였고, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 48시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.29 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 106 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 104 밀리미터를 이루고 있었다.
[ 비교 실시예 6 ]
상기 실시예 1에 의한 재생 폴리올 48 kg과 신생 폴리올 48 kg을 혼합하고, 혼합 폴리올 96 kg을 제조한 후, 여기에 상기 실시예 5에 의한 이민 폴리올 4 kg을 혼합하여 개질 폴리올 100 kg을 준비하였다.
상기 개질 폴리올 100 kg에 대하여, 상기 비교실시예 5와 동일한 성분 및 비율로 배합하고, 혼합한 다음, 고속으로 믹싱하였다. 또한, 상기 비교실시예 5와 동일한 방식으로 발포압을 측정하였고, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 24시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.24 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 105 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 103 밀리미터를 이루고 있었다.
상기 비교실시예 5 및 비교실시예 6에 의하면, 개질 폴리올 100 중량부에 대하여 상기 이민 폴리올을 2 ~ 4 중량부를 투입하였을 경우, 발포압이 낮아지고, 그에 따라, 최종 제품의 두께가 상당한 정도로 얇아지긴 하였지만, 산업현장의 요구 수준에 이르기에는 부족한 점이 있는 것으로 여겨졌다.
[ 실시예 6 ]
상기 실시예 1에 의한 재생 폴리올 47 kg과 신생 폴리올 47 kg을 혼합하고, 혼합 폴리올 94 kg을 제조한 후, 여기에 상기 실시예 5에 의한 이민 폴리올 6 kg을 혼합하여 개질 폴리올 100 kg을 준비하였다.
상기 개질 폴리올 100 kg에 대하여, 상기 비교실시예 5와 동일한 성분 및 비율로 배합하고, 혼합한 다음, 고속으로 믹싱하였다. 또한, 상기 비교실시예 5와 동일한 방식으로 발포압을 측정하였고, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 24시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.20 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 105 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 102 밀리미터를 이루고 있었다.
한편, 최종 제품의 두께를 200 밀리미터 기준으로 하였을 때, 우레탄 반응 이후 발포압은 역시 0.20 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 208 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 202 밀리미터를 이루고 있었다.
[ 실시예 7 ]
상기 실시예 1에 의한 재생 폴리올 46 kg과 신생 폴리올 46 kg을 혼합하고, 혼합 폴리올 92 kg을 제조한 후, 여기에 상기 실시예 5에 의한 이민 폴리올 8 kg을 혼합하여 개질 폴리올 100 kg을 준비하였다.
상기 개질 폴리올 100 kg에 대하여, 상기 비교실시예 5와 동일한 성분 및 비율로 배합하고, 혼합한 다음, 고속으로 믹싱하였다. 또한, 상기 비교실시예 5와 동일한 방식으로 발포압을 측정하였고, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 24시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.17 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 104 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 100 밀리미터를 이루고 있었다.
한편, 최종 제품의 두께를 200 밀리미터 기준으로 하였을 때, 우레탄 반응 이후 발포압은 역시 0.17 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 208 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 201 밀리미터를 이루고 있었다.
[ 실시예 8 ]
상기 실시예 1에 의한 재생 폴리올 45 kg과 신생 폴리올 45 kg을 혼합하고, 혼합 폴리올 90 kg을 제조한 후, 여기에 상기 실시예 5에 의한 이민 폴리올 10 kg을 혼합하여 개질 폴리올 100 kg을 준비하였다.
상기 개질 폴리올 100 kg에 대하여, 상기 비교실시예 5와 동일한 성분 및 비율로 배합하고, 혼합한 다음, 고속으로 믹싱하였다. 또한, 상기 비교실시예 5와 동일한 방식으로 발포압을 측정하였고, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 24시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.15 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 103 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 100 밀리미터를 이루고 있었다.
한편, 최종 제품의 두께를 200 밀리미터 기준으로 하였을 때, 우레탄 반응 이후 발포압은 역시 0.15 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 207 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 200 밀리미터를 이루고 있었다.
[ 실시예 9 ]
상기 실시예 1에 의한 재생 폴리올 44 kg과 신생 폴리올 44 kg을 혼합하고, 혼합 폴리올 88 kg을 제조한 후, 여기에 상기 실시예 5에 의한 이민 폴리올 12 kg을 혼합하여 개질 폴리올 100 kg을 준비하였다.
상기 개질 폴리올 100 kg에 대하여, 상기 비교실시예 5와 동일한 성분 및 비율로 배합하고, 혼합한 다음, 고속으로 믹싱하였다. 또한, 상기 비교실시예 5와 동일한 방식으로 발포압을 측정하였고, 최종 제품을 얻었으며, 그 이후 24시간이 경과된 최종 제품을 얻게 되었다.
이 경우, 우레탄 반응 이후 발포압은 0.15 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 103 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 100 밀리미터를 이루고 있었다.
한편, 최종 제품의 두께를 200 밀리미터 기준으로 하였을 때, 우레탄 반응 이후 발포압은 역시 0.15 kgf/㎠ 이었고, 상기 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 측정된 제품의 두께는 206 밀리미터 이었으며, 24 시간이 경과된 제품의 두께는 200 밀리미터를 이루고 있었다.
이상에서 본 발명에 의한 경질 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 성질을 확인하는 과정에서 인지된 사항을 중심으로 한 것이며, 본 발명의 모든 특징이 위에서 언급한 항목에만 적용되는 것이라고 한정하여 해석되어서는 아니될 것이다.
또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.
본 발명은 재생 폴리올을 이용하여 경질 우레탄 폼 제품을 제조하는데 매우 유용한 기술이다.

Claims (6)

  1. 경질 폐폴리우레탄 폼을 수거하여 재활용하는 방법은 폐기 처분된 폐폴리우레탄 폼을 수거하여 해중합 방식으로 처리하여 재생 폴리올을 얻고, 상기 재생 폴리올을 이용하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법에 있어서, 120 ℃ 이상의 온도에서 복분해 반응을 일으키는 이민 폴리올을 사용하는 것을 특징으로 한, 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 폴리올을 포함한 폴리올 화합물 100 중량부에 대해 상기 이민 폴리올 6 중량부 ~ 12 중량부를 혼합한 이후, 우레탄 반응에 필요한 첨가제 및 이소시아네이트를 투입하고, 우레탄 반응을 진행하는 것을 특징으로 한, 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이민 폴리올이 우레탄 반응에 의해 120 ℃ 이상의 온도에 도달할 경우, 이민 결합 사이의 결합이 복분해 반응을 일으키고, 이를 통하여 상기 이민 폴리올이 교환반응을 일으키는 점을 이용하고 있는 것을 특징으로 한, 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이민 폴리올이, 우레탄 반응시 우레탄 반응물의 내부 온도 120 ℃ 내지 140 ℃ 에서 복분해 반응을 일으키게 되고,
    상기 우레탄 반응 과정에서 발포제가 팽창하여 우레탄 반응물이 미세한 기포(micro cell)를 생성함으로써 발포체 폼을 형성하게 되고,
    이 과정에서, 상기 이민 폴리올에 의한 복분해 반응이 초기의 미세한 기포들을 더욱 미세하게 하여 발포압을 낮추어주는 점을 이용한 것을 특징으로 한, 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이민 폴리올은 폐 폴리우레탄 제품을 재활용하여 제조되는 우레탄 반응물의 발포압을 낮추어줌으로써, 더블 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 24시간이 경과된 최종 폴리우레탄 제품의 두께를 100 밀리미터 내지 101 밀리미터의 두께로 형성해주는 것을 특징으로 한, 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 이민 폴리올은 폐 폴리우레탄 제품을 재활용하여 제조되는 우레탄 반응물의 발포압을 낮추어줌으로써, 더블 벨트 컨베이어 장치를 지난 후 24시간이 경과된 최종 폴리우레탄 제품의 두께를 200 밀리미터 내지 203 밀리미터의 두께로 형성해주는 것을 특징으로 한, 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법.
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