KR100232627B1 - 자동차 부품용 이종복합재료의 재활용 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차 부품용 이종복합재료를 재활용하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 나일론, 폴리에틸렌(PE) 및 롤리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 구성된 자동차 부품용 이종복합재료를 분쇄한 다음 에틸렌-아크릴산-무수말레인산(EEM) 삼원공중합체 또는 무수말레인산으로 개질된 에틸렌-프로필렌(EPR) 공중합체 등의 개질제를 더 첨가하여 용융블렌딩하는 재활용 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동차 부품용 이종복합재료를 재활용하는 방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은 나일론, 폴리에틸렌(polyethylen, PE) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephtaalate, PET)로 구성된 자동차 부품용 이종복합재료를 분쇄한 다음 에틸렌-아크릴산 무수말레인산(ethylene-acrylicacid-maleic anhydride, EEM) 삼원공중합체 또는 무수말레인산으로 개질된 에틸렌-프로필렌(ethylen propylene, EPR) 공중합체 등의 개질제를 더 첨가하여 용융 블렌딩하는 재활용하는 방법에 관한 것이다.
자동차 부품용 이종복합재료는 기본 물성이 서로 다른 물질들로 구성이 된 재료이고 자동차용 내장재료인 인스트루먼트 패널, 자동차 뒷선반(rear package), 트렁크 트림(trunk trim), 카페트(carpet) 등의 부품에 사용된다. 예를 들면, 인스트루먼트 패널은 폴리비닐클로라이드(PVC) 표피층에 폴리우레탄 발포물이 중간층, 폴리카보네이트(PC)/아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 블렌드 및 유리섬유 보강 ABS, 복합폴리프로릴렌(PP) 중의 한 종류의 물질로 구성된 핵층(core)으로 구성되어 있고, 바닥재인 카페트는 열가소성 수지인 나일론 또는 PET 섬유층, PET 기포층 및 PE 바닥면(backing)의 3층구조로 되어 있다. 일반적으로 사용되는 카페트 바닥재의 중량조성은 나일론 섬유가 30-60%, PET기포층이 5-25%, PE바닥면(backing)이 15-50% 이며 자동차 뒷선반(rear package tray), 트렁크 트림(trunk trim) 등도 카페트 바닥재와 유사하게 나일론 또는 PET 섬유층, PET 기포층 및 PE 바닥면의 3층구조로 되어 있다.
열가소성 수지는 열가소성을 갖는 합성수지로 합성수지를 가공적 관점에서 대별한 것으로 재활용이 불가능한 열경화성 수지에 대별된다. 열가소성 수지는 화학 구조적으로는 선상의 고분자이며 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드 등 여러 수지가 여기에 속하고 압출성형, 사출성형에 의해 비율적으로 가공되며, 성형 불량품, 파쇄물(scrap)은 재활용하여 이용되는 장점이 있다.
상기 카페트와 같은 열가소성 수지인 나일론, PE 및 PET로 구성된 이종복합 재료의 경우 구조적인 측면에서 서로 다른 3종의 재료와 혼합되어 있으므로 재질별 분리가 어렵기 때문에 재생할 경우 3종의 수지들간의 상분리(phase separation)로 물성이 현저하게 감소한다. 특히, 재생된 수지가 신율 및 충격강도가 낮아 재활용하더라도 용도를 개발하기 어렵다. 딸서, 종래에는 이종복합재료를 매립하여 폐기하거나 또는 소각하는 방법이 주로 채택되어 왔다. 그러나 상기의 매립 또는 소각하는 방법은 비용이 많이 들 뿐 아니라 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자들은 나일론, PE 및 PET로 구성된 이종복합재료를 재활용하여 신율 및 내충격성이 향상된 재생 수지를 제조하기 위하여, 이종복합재료를 분쇄한 다음 개질제를 더 첨가하여 용융블렌딩하는 재활용 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 나일론, PE 및 PET로 구성된 이종복합재료를 재활용하는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 나일론, PE 및 PET로 구성된 이종복합재료를 분쇄한 다음 개질제를 더 첨가하여 용융블렌딩하는 재활용 방법을 제공한다.
이 때 개질제로는 에틸렌-아크릴산-무수말레인산(EEM) 삼원공중합체 또는 무수말레인산으로 개질된 에틸렌-프로필렌(EPR) 공중합체를 0.1-50 중량%를 첨가하는 데, 첨가하는 개질제의 함량이 0.5-15 중량%이면 더욱 바람직하다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 이종복합재료를 재활용하는 방법은
1) 나일론, PE 및 PET로 구성되는 이종복합재료를 1차로 분쇄하여 5-10㎜의 크기의 스크랩(scrap)을 제조하고 265℃ 이상에서 압출성형하여 재생 수지를 제조하는 단계,
2) 상기 단계(1)에서 제조된 재생수지를 2차 분쇄하여 입자 크기 2-5㎜ 인 파쇄물(scrap)을 제조하는 단계,
3) 상기 단계(2)에서 제조된 재생수지에 개질제를 첨가하여 균일하게 섞어 265℃ 이상에서 용융블렌딩한 다음 사출성형하는 단계로 이루어진다.
상기 방법에서 첨가된 개질제는 에틸렌-아크릴산-무수말레인산(EEM) 삼원공중합체 또는 무수말레인산으로 개질된 에틸렌-프로필렌(EPR) 공중합체를 0.1-50 중량%를 첨가하는데, 첨가되는 개질제의 함량은 0.5-15 중량%이면 더욱 바람직하다. 이와 같이 첨가된 개질제는 나일론-PC 간의 상호인력을 증가시켜 제조된 재생수지의 신율 및 충격특성을 향상시키다.
상기 방법에서 결정용융온도(Tm)는 이종복합재료 중에서 결정용융온도가 가장 높은 PET가 용융되는 265℃를 기준으로 가공 온도를 설정하는데, 이는 압출 온도가 PET 성분의 결정용융온도 이하면 PET 기포층은 용융되지 않기 때문이다.
상기 방법으로 나일론 섬유층, PET 기포층 및 PE 바닥면(backing) 층의 이종복합재료로 구성된 카페트 바닥재, 자동차 뒷선반, 트렁크 트림 등의 산업폐기물이 재활용될 수 있다.
상기 이중복합재료를 재활용하는 방법으로 신율 및 내충격성이 향상된 재생수지를 제조할 수 있고, 본 발명의 재생수지는 러기지 트림(luggage trim)의 기재, 트렁크 매트(trunk mat), 엔진 언더커버(engine under cover) 및 바퀴 가드(wheel guard) 등의 자동차용 부품으로 재활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법으로 재활용된 재생수지로 상기 자동차용 부품을 성형할 때 발생할 수 있는 폐 파쇄물(scrap)은 동일한 재활용 방법을 사용하여 계속 재활용 할 수 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
단 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[비교예 1]
[폐 카페트를 용융 가공한 재생수지의 제조]
바닥재인 폐 카페트 분쇄물을 재료로 사용하여 가공 온도를 변화시켜가며 재활용하여 재생 수지를 제조한 다음 기본 물성인 인장강도 및 신율을 측정하였다.
폐 카페트를 1차 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 파쇄물(scrap)을 제조한 다음 카페트 파쇄물을 일축압출기로서 215℃에서 압출성형하여 덩어리상의 재생수지를 제조하였다. 상기에서 제조한 재생수지를 분쇄기에 넣어 2차 분쇄하여 2-5㎜ 크기의 파쇄물을 제조한 다음 사출성형하여 기본물성인 신율 및 인장강도를 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
[폐 카페트를 용융 가공한 재생수지의 제조]
폐 카페트를 1차 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 스크랩(scrap)을 제조한 다음 카페트 파쇄물을 일축압출기로써 225℃에서 압출성형하여 덩어리상의 재생수지를 재조하였다. 상기에서 제조한 재생수지를 분쇄기에 넣어 2차 분쇄하여 2-5㎜ 크기의 파쇄물을 제조한 다음 사출성형하여 기본물성인 신율 및 인장강도를 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
[폐 카페트를 용융 가공한 재생수지의 제조]
폐 카페트를 1차 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 스크랩(scrap)을 제조한 다음 카페트 파쇄물을 일축압출기로써 245℃에서 압출성형하여 덩어리상의 재생수지를 재조하였다. 상기에서 제조한 재생수지를 분쇄기에 넣어 2차 분쇄하여 2-5㎜ 크기의 파쇄물을 제조한 다음 사출성형하여 기본물성인 신율 및 인장강도를 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 4]
[폐 카페트를 용융 가공한 재생수지의 제조]
폐 카페트를 1차 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 스크랩(scrap)을 제조한 다음 카페트 파쇄물을 일축압출기로써 265℃에서 압출성형하여 덩어리상의 재생수지를 재조하였다. 상기에서 제조한 재생수지를 분쇄기에 넣어 2차 분쇄하여 2-5㎜ 크기의 파쇄물을 제조한 다음 사출성형하여 기본물성인 신율 및 인장강도를 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1에서 알 수 있듯이 비교예 1은 가공 온도 조건이 PET가 용융되는 265℃ 인 경우 재생수지의 신율 및 인장강도가 비교예 1-비교예 3의 가공 온도 조건이 265℃ 이하인 경우 보다 높다.
[실시예 1]
[폐 카페트를 재활용한 재생수지의 제조]
인장특성이 가장 우수한 가공 온도 조건인 265℃를 채택하여 분쇄물을 재활용하여 재생수지를 제조한 다음 동방향 이축압출기(co-rotating twin-screw extruder)로서 개질제를 첨가한 다음 용융블랜딩하였다.
상기 개질제는 용융블렌딩 공정 중에 나일론-PE 간 상호인력을 증가시켜 재생수지의 신율 및 충격특성을 향상시킨다.
이종복합재료로 구성된 폐 카페트를 1차로 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 파쇄물(scrap)을 제조하고 일축압출기로써 265℃에서 압출성형하여 덩어리상의 재생 수지를 제조하였다. 상기에서 제조된 재생수지를 2차 분쇄하여 입자 크기를 2-5㎜로 제조하였다. 상기에서 2차 분쇄된 재생수지에 개질제인 EEM을 0.5phr이 되게 수퍼 믹서(super mixer)로 균일하게 섞은 다음 동방향 이축압출기(co-rotation twin screw extruder)를 사용하여 다이 헤드(die head) 부에서 나오는 수지의 온도가 265℃가 되도록 압출하였다(용융블렌딩). 압출물은 물을 통과시키면서 수지를 생각시켜 침전시켰으며(pelletizing), 사출성형하여 기본 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
이 때 개질제를 첨가하지 않은 비교예 4의 경우 보다 실시예 1의 경우에서 신율 및 Notched Izod 충격강도가 증가하였다.
[실시예 2]
[폐 카페트를 재활용한 재생수지의 제조]
이종복합재료로 구성된 폐 카페트를 1차로 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 파쇄물(scrap)을 제조하고 일축압출기로써 265℃에서 압출성형하여 덩어리상의 재생 수지를 제조하였다. 상기에서 제조된 재생수지를 2차 분쇄하여 입자 크기를 2-5㎜로 제조하였다. 상기에서 2차 분쇄된 재생수지에 개질제인 EEM을 1phr이 되게 수퍼 믹서(super mixer)로 균일하게 섞은 다음 동방향 이축압출기(co-rotation twin screw extruder)를 사용하여 다이 헤드(die head) 부에서 나오는 수지의 온도가 265℃가 되도록 압출하였다(용융블렌딩). 압출물은 물을 통과시키면서 수지를 생각시켜 침전시켰으며(pelletizing), 사출성형하여 기본 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
이 때 개질제를 첨가하지 않은 비교예 4의 경우 보다 실시예 2의 경우에서 신율 및 Notched Izod 충격강도가 증가하였다.
[실시예 3]
[폐 카페트를 재활용한 재생수지의 제조]
이종복합재료로 구성된 폐 카페트를 1차로 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 파쇄물(scrap)을 제조하고 일축압출기로써 265℃에서 압출성형하여 덩어리상의 재생 수지를 제조하였다. 상기에서 제조된 재생수지를 2차 분쇄하여 입자 크기를 2-5㎜로 제조하였다. 상기에서 2차 분쇄된 재생수지에 개질제인 EEM을 3phr이 되게 수퍼 믹서(super mixer)로 균일하게 섞은 다음 동방향 이축압출기(co-rotation twin screw extruder)를 사용하여 다이 헤드(die head) 부에서 나오는 수지의 온도가 265℃가 되도록 압출하였다(용융블렌딩). 압출물은 물을 통과시키면서 수지를 생각시켜 침전시켰으며(pelletizing), 사출성형하여 기본 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
이 때 개질제를 첨가하지 않은 비교예 4의 경우 보다 실시예 3의 경우에서 신율 및 Notched Izod 충격강도가 증가하였다.
[실시예 4]
[폐 카페트를 재활용한 재생수지의 제조]
이종복합재료로 구성된 폐 카페트를 1차로 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 파쇄물(scrap)을 제조하고 일축압출기로써 265℃에서 압출성형하여 덩어리상의 재생 수지를 제조하였다. 상기에서 제조된 재생수지를 2차 분쇄하여 입자 크기를 2-5㎜로 제조하였다. 상기에서 2차 분쇄된 재생수지에 개질제인 EEM을 5phr이 되게 수퍼 믹서(super mixer)로 균일하게 섞은 다음 동방향 이축압출기(co-rotation twin screw extruder)를 사용하여 다이 헤드(die head) 부에서 나오는 수지의 온도가 265℃가 되도록 압출하였다(용융블렌딩). 압출물은 물을 통과시키면서 수지를 생각시켜 침전시켰으며(pelletizing), 사출성형하여 기본 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
이 때 개질제를 첨가하지 않은 비교예 4의 경우 보다 실시예 4의 경우에서 신율 및 Notched Izod 충격강도가 증가하였다.
[실시예 5]
[폐 카페트를 재활용한 재생수지의 제조]
이종복합재료로 구성된 폐 카페트를 1차로 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 파쇄물(scrap)을 제조하고 일축압출기로써 265℃에서 압출성형하여 덩어리상의 재생 수지를 제조하였다. 상기에서 제조된 재생수지를 2차 분쇄하여 입자 크기를 2-5㎜로 제조하였다. 상기에서 2차 분쇄된 재생수지에 개질제인 EEM을 7phr이 되게 수퍼 믹서(super mixer)로 균일하게 섞은 다음 동방향 이축압출기(co-rotation twin screw extruder)를 사용하여 다이 헤드(die head) 부에서 나오는 수지의 온도가 265℃가 되도록 압출하였다(용융블렌딩). 압출물은 물을 통과시키면서 수지를 생각시켜 침전시켰으며(pelletizing), 사출성형하여 기본 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
이 때 개질제를 첨가하지 않은 비교예4의 경우 보다 실시예 5의 경우에서 신율 및 Notched Izod 충격강도가 증가하였다.
* 개질제 : 공중합체내의 에틸렌 및 무수말레인산 함량 = 15%, 용융지수(MI)=3
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 개질제를 첨가하여 이종복합재료를 재활용하는 방법은 전반적인 강도 및 탄성율이 유지되면서 충격강도 및 신율 특성이 향상된 재생수지를 제공한다.
본 발명의 이종복합재료의 재활용 방법은 폐기물을 재활용하여 재생수지로 재활용하므로 폐기물의 매립 또는 소각으로 인한 환경오염을 근본적으로 방지할 수 있고 폐기물을 매립 또는 소각 처리하는 비용을 줄일 수 있다. 재활용된 재생수지는 자동차용 타부품에 사용되므로 전체적인 원가 절감 효과도 있다.
Claims (2)
1) 나일론, 폴리에틸렌(PE) 및 폴레에틸렌테레프탈레이트(PET)로 구성된 이종복합재료를 1차로 분쇄하여 5-10㎜ 크기의 파쇄물(scrap)을 제조하고 265℃-365℃에서 압출 성형하여 재생 수지를 제조하는 단계(제1단계); 2) 상기 제1단계에서 제조된 재생수지를 2차 분쇄하여 입자 크기 2-5㎜인 파쇄물을 제조하는 단계(제2단계); 및 3) 상기 제2단계에서 제조된 재생수지에 개질제를 첨가하여 균일하게 섞어 265℃-365℃에서 용융 블렌딩한 다음 사출성형하는 단계(제3단계)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종복합재료의 재활용 방법.
제1항에 있어서, 개질제로는 에틸렌-아크릴산-무수말레인산(EEM) 삼원공중합체 또는 무수말레인산으로 개질된 에틸렌-프로펠렌(EPR) 공중합체를 사용하고, 이의 첨가되는 함량은 0.5-15중량%인 것을 특징으로 하는 이종복합재료의 재활용 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970041442A KR100232627B1 (ko) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 자동차 부품용 이종복합재료의 재활용 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019970041442A KR100232627B1 (ko) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 자동차 부품용 이종복합재료의 재활용 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990018292A KR19990018292A (ko) | 1999-03-15 |
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| KR1019970041442A KR100232627B1 (ko) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 자동차 부품용 이종복합재료의 재활용 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100232627B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010010071A (ko) * | 1999-07-15 | 2001-02-05 | 정몽규 | 내열성이 우수한 폐 플라스틱 록커 커버 재생수지 조성물 및이의 제조방법 |
-
1997
- 1997-08-27 KR KR1019970041442A patent/KR100232627B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010010071A (ko) * | 1999-07-15 | 2001-02-05 | 정몽규 | 내열성이 우수한 폐 플라스틱 록커 커버 재생수지 조성물 및이의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990018292A (ko) | 1999-03-15 |
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