KR102408859B1 - Manufacturing method for molded articles and molded articles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 성형체 제조방법 및 성형체에 관한 것으로, 슬래그, 플라스틱, 보강재 및 개질제를 포함하는 원료를 마련하는 과정; 상기 개질제로 상기 플라스틱과 동일한 성질을 갖도록 상기 보강재를 개질하는 과정; 상기 슬래그의 적어도 일부에 상기 플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정; 상기 슬래그-플라스틱 복합체, 상기 플라스틱 및 개질된 보강재의 혼합물을 압출하여 성형체를 제조하는 과정;을 포함하고, 제철소에서 발생하는 부산물과 폐플라스틱을 활용하여 기계적 물성이 우수한 성형체를 제조할 수 있는 성형체 제조방법 및 성형체에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a molded article and to a molded article, comprising: preparing a raw material including slag, plastic, reinforcing material and modifier; modifying the reinforcing material to have the same properties as the plastic with the modifying agent; attaching the plastic to at least a portion of the slag to prepare a slag-plastic composite; The slag-plastic composite, the process of manufacturing a molded body by extruding a mixture of the plastic and the modified reinforcement; It relates to a method and a molded body.

Figure R1020200080299
Figure R1020200080299

Description

성형체 제조방법 및 성형체{Manufacturing method for molded articles and molded articles}Manufacturing method for molded articles and molded articles

본 발명은 성형체 제조방법 및 성형체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연 재질의 보강재와, 제철소에서 발생하는 부산물 및 폐플라스틱을 활용하여 기계적 물성이 우수한 성형체를 제조할 수 있는 성형체 제조방법 및 성형체에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a molded article and a molded article, and more particularly, to a molded article manufacturing method and a molded article capable of manufacturing a molded article having excellent mechanical properties by utilizing natural reinforcing materials, by-products and waste plastics generated in ironworks will be.

제철 공정은 철강 제품을 제조하면서 여러 가지 종류의 부산물을 다량 발생시키고 있다. 이러한 부산물 중에 하나의 예로, 슬래그를 들 수 있으며 슬래그는 크게 고로 슬래그, 제강 슬래그 및 페로니켈 슬래그로 구분될 수 있다. 고로 슬래그는 고로에 장입된 철광석, 코크스 및 석회석 등에 포함된 비철성분이 용융된 것으로, 다량의 CaO와 SiO2을 함유하고 있다. 이러한 고로 슬래그는 시멘트 원료, 비료, 도료, 및 토목용 골재 등에 활용되어 주로 건축용 소재로 활용이 되고 있다. 제강 슬래그도 고로 슬래그처럼 다량의 CaO와 SiO2을 함유하는데, 고로 슬래그와 유사하게 건축용 소재로 재활용되고 있다. 그런데 고로 슬래그와 제강 슬래그의 경우, CaO의 함량이 높아 수분 흡수율이 높기 때문에 이들을 이용하여 건설된 구조체는 강도, 내마모성 등 기계적인 물성이 낮은 문제가 있다. 또한, 고로 슬래그와 제강 슬래그의 대부분은 매립 처분되고 있는 실정으로 다양하게 활용할 수 있는 방안이 요구된다. The steelmaking process generates a large amount of various types of by-products while manufacturing steel products. One example of these by-products may be slag, and the slag may be largely divided into blast furnace slag, steelmaking slag, and ferronickel slag. Blast furnace slag is a molten non-ferrous component included in iron ore, coke and limestone charged in the blast furnace, and contains a large amount of CaO and SiO 2 . Such blast furnace slag is used as a raw material for cement, fertilizer, paint, and aggregate for civil engineering, and is mainly used as a building material. Like blast furnace slag, steelmaking slag contains a large amount of CaO and SiO 2 , and similarly to blast furnace slag, it is recycled as a building material. However, in the case of blast furnace slag and steelmaking slag, since the CaO content is high and the moisture absorption rate is high, the structure constructed using them has a problem with low mechanical properties such as strength and abrasion resistance. In addition, since most of the blast furnace slag and steelmaking slag are disposed of in landfills, a method that can be used in various ways is required.

한편, 페로 니켈 슬래그는 페로니켈 용강을 생산하는 과정에서 발생하며, SiO2와 MgO를 다량 함유하고 있다. 페로 니켈 슬래그는 고로 슬래그 및 제강 슬래그와는 달리 CaO 함량이 매우 적어 수분 흡수율이 낮고 경도가 높아, 이를 이용하여 건설된 구조체의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 그러나 페로 니켈 슬래그를 성형하여 건축용 소재를 형성하는 경우, 페로 니켈 슬래그의 경도가 높아 성형 설비를 쉽게 마모시켜 성형 설비의 수명을 저하시키는 문제가 있다. On the other hand, ferronickel slag is generated in the process of producing ferronickel molten steel, and contains a large amount of SiO 2 and MgO. Unlike blast furnace slag and steelmaking slag, ferro nickel slag has a very low CaO content, so moisture absorption rate is low and hardness is high, so that the wear resistance of the structure constructed using this can be improved. However, when forming a building material by molding the ferro nickel slag, there is a problem in that the high hardness of the ferron nickel slag is easily abraded to the molding equipment, thereby reducing the life of the molding equipment.

KRKR 10-1998-04418210-1998-044182 AA

본 발명은 기계적인 물성이 우수한 성형체를 제조할 수 있는 성형체 제조방법 및 성형체를 제공한다. The present invention provides a molded article manufacturing method and a molded article capable of manufacturing a molded article having excellent mechanical properties.

본 발명은 설비의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있는 성형체 제조방법 및 성형체를 제공한다. The present invention provides a molded article manufacturing method and molded article capable of improving the durability and lifespan of equipment.

본 발명은 제조 비용을 절감할 수 있고, 환경 오염을 저감시킬 수 있는 성형체 제조방법 및 성형체를 제공한다. The present invention provides a molded article manufacturing method and molded article capable of reducing manufacturing cost and reducing environmental pollution.

본 발명의 실시 형태에 따른 성형체 제조방법은, 슬래그, 플라스틱, 보강재 및 개질제를 포함하는 원료를 마련하는 과정; 상기 개질제로 상기 플라스틱과 동일한 성질을 갖도록 상기 보강재를 개질하는 과정; 상기 슬래그의 적어도 일부에 상기 플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정; 상기 슬래그-플라스틱 복합체, 상기 플라스틱 및 개질된 보강재의 혼합물을 압출하여 성형체를 제조하는 과정;을 포함할 수 있다. A method for manufacturing a molded article according to an embodiment of the present invention includes a process of preparing a raw material including slag, plastic, a reinforcing material and a modifier; modifying the reinforcing material to have the same properties as the plastic with the modifying agent; attaching the plastic to at least a portion of the slag to prepare a slag-plastic composite; The slag-plastic composite, the process of extruding a mixture of the plastic and the modified reinforcing material to manufacture a molded body; may include.

상기 원료를 마련하는 과정은 슬래그의 CaO 함량을 조정하는 성분 조정 과정을 포함할 수 있다.The process of preparing the raw material may include a component adjustment process of adjusting the CaO content of the slag.

상기 원료를 마련하는 과정은, 폐플라스틱을 수집하는 과정; 및 상기 폐플라스틱을 파쇄하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of preparing the raw material, the process of collecting waste plastic; and crushing the waste plastic.

상기 원료를 마련하는 과정은, 상기 개질제를 용액 상태로 마련하는 과정을 포함할 수 있다.The process of preparing the raw material may include a process of preparing the modifier in a solution state.

상기 원료를 마련하는 과정은, 상기 개질제를 용매에 용해시켜 상기 개질제를 함유하는 용액을 제조하는 과정을 포함할 수 있다.The process of preparing the raw material may include dissolving the modifier in a solvent to prepare a solution containing the modifier.

상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은, 상기 플라스틱의 융점 이상의 온도를 갖도록 상기 슬래그를 가열하는 과정; 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 투입하는 과정; 및 상기 가열된 슬래그의 표면에 플라스틱을 부착시키는 과정;을 포함할 수 있다.The process of preparing the slag-plastic composite may include heating the slag to have a temperature greater than or equal to the melting point of the plastic; adding the plastic to the heated slag; and attaching plastic to the surface of the heated slag.

상기 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 투입하는 과정은, 상기 가열된 슬래그와 상기 플라스틱을 합한 전체에 대해서, 5 내지 10중량%의 플라스틱을 투입하는 과정을 포함할 수 있다.The process of injecting the plastic into the heated slag may include adding 5 to 10% by weight of the plastic with respect to the total of the heated slag and the plastic.

상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은, 상기 가열된 슬래그의 온도를 상기 플라스틱의 융점 이상의 온도로 유지하는 과정; 상기 가열된 슬래그와 상기 플라스틱을 교반하여 상기 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 접촉시키고, 상기 가열된 슬래그의 열을 이용하여 상기 플라스틱을 용융시키는 과정; 및 상기 가열된 슬래그의 표면에 용융된 플라스틱을 부착시키는 과정;을 포함할 수 있다.The process of preparing the slag-plastic composite may include maintaining the heated slag at a temperature equal to or higher than the melting point of the plastic; agitating the heated slag and the plastic, bringing the plastic into contact with the heated slag, and melting the plastic using the heat of the heated slag; and attaching molten plastic to the surface of the heated slag.

상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은, 상기 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시키는 과정 및 상기 슬래그-플라스틱 복합체를 파쇄하는 과정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The process of manufacturing the slag-plastic composite may include at least one of a process of cooling the slag-plastic composite and a process of crushing the slag-plastic composite.

상기 보강재를 개질하는 과정은, 상기 개질제에 상기 보강재를 침적시키는 과정; 대기의 온도에서 상기 보강재와 상기 개질제를 반응시키는 과정; 및 상기 개질제와 반응한 보강재를 건조시키는 과정;을 포함할 수 있다.The reforming of the reinforcing material may include: immersing the reinforcing material in the reinforcing material; reacting the reinforcing material and the modifier at ambient temperature; and drying the reinforcing material reacted with the modifier.

상기 보강재를 개질하는 과정은, 상기 보강재에 소수성을 부여하는 과정을 포함할 수 있다.The process of modifying the reinforcing material may include a process of imparting hydrophobicity to the reinforcing material.

상기 성형체를 제조하는 과정은, 상기 슬래그-플라스틱 복합체, 상기 개질된 보강재 및 상기 플라스틱을 합한 전체에 대해서, 2 내지 5중량%의 개질된 보강재를 마련하는 과정을 포함할 수 있다.The process of manufacturing the molded body may include a process of providing 2 to 5 wt% of the modified reinforcing material based on the total of the slag-plastic composite, the modified reinforcing material, and the plastic.

상기 성형체를 제조하는 과정은, 상용화제, 착색제 및 자외선 안정제 중 적어도 하나를 투입하는 과정을 포함할 수 있다.The process of manufacturing the molded body may include adding at least one of a compatibilizer, a colorant, and a UV stabilizer.

상기 원료를 마련하는 과정은, 페로니켈 용강을 제조하는 과정에서 발생하는 페로니켈 슬래그를 마련하는 과정과, 대나무 섬유를 마련하는 과정을 포함할 수 있다.The process of preparing the raw material may include a process of preparing ferronickel slag generated in the process of manufacturing ferronickel molten steel, and a process of preparing bamboo fibers.

본 발명의 실시 형태에 따른 성형체는, 플라스틱; 상기 플라스틱 내에 입자 형태로 분산되도록 배치되는 슬래그; 슬래그 입자 사이에 배치되고, 상기 슬래그 입자보다 긴 섬유 형태의 보강재; 및 상기 보강재의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 개질제;를 포함할 수 있다.A molded article according to an embodiment of the present invention is plastic; slag disposed to be dispersed in the form of particles in the plastic; a reinforcing material in the form of fibers disposed between the slag particles and longer than the slag particles; and a modifier disposed to surround at least a portion of the reinforcing material.

상기 슬래그는 상기 슬래그 전체에 대해서 10중량% 이하의 CaO를 함유할 수 있다.The slag may contain 10 wt% or less of CaO based on the total weight of the slag.

상기 슬래그는 고로 슬래그, 제강 슬래그 및 페로니켈 슬래그 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 플라스틱은 폐플라스틱을 포함할 수 있다.The slag may include at least one of blast furnace slag, steelmaking slag, and ferronickel slag, and the plastic may include waste plastic.

상기 슬래그는 각이 진 다면체 입자를 포함할 수 있다.The slag may include angled polyhedral particles.

상기 슬래그의 입자 크기는 0.01 내지 0.15㎜이고, 상기 보강재는 직경이 0.01 내지 0.2㎜이고, 길이가 0.2 내지 10㎜일 수 있다. The particle size of the slag may be 0.01 to 0.15 mm, the reinforcing material may have a diameter of 0.01 to 0.2 mm, and a length of 0.2 to 10 mm.

상기 보강재는 식물성 섬유를 포함할 수 있다.The reinforcing material may include vegetable fibers.

상기 보강재는 대나무 섬유를 포함할 수 있다.The reinforcing material may include bamboo fibers.

상기 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate, PET), 폴리에틸렌(PolyEthylene, PE), 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP), 폴리스타이렌(PolyStyrene, PS) 및 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The plastic may include at least one of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PolyEthylene, PE), polypropylene (PolyPropylene, PP), polystyrene (PS) and polycarbonate (PolyCarbonate, PC). .

상기 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate, PET), 폴리에틸렌(PolyEthylene, PE), 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP), 폴리스타이렌(PolyStyrene, PS) 및 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC) 중 둘 이상을 포함하고, 둘 이상의 플라스틱 사이에 위치하는 상용화제를 더 포함할 수 있다. The plastic includes at least two of polyethylene terephtalate (PET), polyethylene (PolyEthylene, PE), polypropylene (PolyPropylene, PP), polystyrene (PS) and polycarbonate (PolyCarbonate, PC), and two or more A compatibilizer positioned between the above plastics may be further included.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 제철공정에서 발생하는 슬래그와 폐플라스틱을 이용하여 기계적인 물성이 우수한 성형체를 제조할 수 있다. 이러한 성형체는 건축용 자재, 토목용 자재 등으로 사용될 수 있고, 강도, 내식성 등이 우수하여, 이를 이용하여 건설된 구조체의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다. 게다가 성형체 내에서 슬래그 입자 사이에 섬유 형태의 보강재가 위치하여, 슬래그 입자 간의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 보강재는 플라스틱과 동일한 성질을 갖도록 개질되어 사용되기 때문에 보강재와 플라스틱 간의 결합력이 향상될 수 있다. 이를 통해 성형체의 강도를 더욱 향상시킬 수 있고, 외부 충격에 의해 성형체의 일부가 분리되는 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a molded article having excellent mechanical properties by using slag and waste plastic generated in the ironmaking process. Such a molded body can be used as a building material, a material for civil engineering, etc., and has excellent strength and corrosion resistance, and thus the durability and lifespan of a structure constructed using the molded body can be improved. In addition, a reinforcing material in the form of fibers is positioned between the slag particles in the molded body, so that the bonding force between the slag particles can be further improved. In particular, since the reinforcing material is modified and used to have the same properties as the plastic, the bonding force between the reinforcing material and the plastic may be improved. Through this, the strength of the molded body can be further improved, and a phenomenon in which a part of the molded body is separated by an external impact can be suppressed or prevented.

또한, 성형체를 제조하기 위해 슬래그와 폐플라스틱의 혼합물을 압출하는 경우, 슬래그가 스크류와 압출기 몸체의 내면에 직접 접촉하여 스크류와 압출기 몸체를 마모시키는 현상을 억제할 수 있다. 따라서 스크류와 압출기 몸체의 수명을 연장하여 교체 또는 보수 기간을 연장할 수 있으므로, 설비를 보수하거나 교체하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있다. In addition, when extruding a mixture of slag and waste plastic to produce a molded body, it is possible to suppress a phenomenon in which the slag directly contacts the inner surfaces of the screw and the extruder body to abrade the screw and the extruder body. Therefore, it is possible to extend the life of the screw and the extruder body to extend the replacement or maintenance period, thereby reducing the cost of repairing or replacing the equipment.

그리고 폐기물을 이용하여 고부가가치 제품을 제조하기 때문에 폐기물을 처리하는 비용과 제품을 제조하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있다. In addition, since high value-added products are manufactured using waste, the cost of processing waste and the cost of manufacturing the product can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조설비를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 성형체를 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법에서 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법에서 보강재를 개질하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 제조된 성형체의 내부 구조를 개념적으로 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 제조된 제품의 일예를 보여주는 사진.1 is a view schematically showing a molded body manufacturing facility according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart sequentially showing a process of manufacturing a molded body by the molded body manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart sequentially showing a process of manufacturing a slag-plastic composite in the method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart sequentially showing a process of reforming a reinforcing material in a method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view conceptually showing the internal structure of a molded body manufactured by the method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention.
6 is a photograph showing an example of a product manufactured by the method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you. In the drawings, like reference numerals refer to like elements.

본 발명은 제철공정에서 발생하는 슬래그와, 생활 폐기물, 산업 폐기물 등으로부터 수집된 폐플라스틱을 이용하여, 기계적인 물성이 우수한 제품을 제조하는 기술에 관한 것이다. 이하에서는 슬래그와, 폐플라스틱으로 건축 자재, 토목 자재 등으로 사용되는 성형체를 제조하는 예에 대해서 설명한다. 여기에서 슬래그는 슬래그 전체 중량에 대해서 CaO 성분을 10중량% 이하로 함유할 수 있으며, 폐플라스틱은 열을 가하면 용융되고, 냉각시키면 다시 고체 상태로 변화하는 열가소성 플라스틱을 포함할 수 있다. 슬래그는 매우 작은 입자로 형성되고, 플라스틱에 의해 상호 결합될 수 있다. 성형체 제조 시 슬래그 및 플라스틱과 함께 섬유 형태의 보강재를 사용하면, 슬래그 입자 간의 결합력을 높여 성형체의 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 그런데 보강재가 플라스틱과 물성이 다른 경우, 압출 시 젖음성이 좋지 않아 보강재와 플라스틱 간의 결합력이 저하되고, 보강재가 플라스틱 용융물 내에 균일하게 분산되지 못하는 특성이 있다. 따라서 양쪽 친매성을 가지는 개질제를 이용하여 플라스틱과의 젖음성이 향상되도록 보강재를 개질하고, 개질된 보강재를 이용하여 성형체를 제조할 수 있다. 이에 보강재와 플라스틱 간에 친화력을 향상시켜, 플라스틱 용융물 내에 슬래그를 균일하게 분산시킬 수 있고, 보강재와 폐플라스틱 간의 부착성을 향상시켜 고강도의 성형체를 제조할 수 있다. The present invention relates to a technology for manufacturing a product having excellent mechanical properties using slag generated in an ironmaking process, and waste plastics collected from household waste and industrial waste. Hereinafter, an example of manufacturing a molded body used as a building material, a civil engineering material, etc. from slag and waste plastic will be described. Here, the slag may contain a CaO component in an amount of 10% by weight or less with respect to the total weight of the slag, and the waste plastic may include a thermoplastic plastic that melts when heat is applied and changes to a solid state again when cooled. The slag is formed into very small particles and can be interconnected by plastics. When a reinforcing material in the form of fibers is used together with slag and plastic in manufacturing the molded body, the strength of the molded body can be further improved by increasing the bonding force between the slag particles. However, when the reinforcing material has different physical properties from that of the plastic, the bonding strength between the reinforcing material and the plastic is lowered due to poor wettability during extrusion, and the reinforcing material is not uniformly dispersed in the plastic melt. Therefore, the reinforcing material may be modified to improve wettability with plastics using a modifier having amphiphilic properties, and a molded article may be manufactured using the modified reinforcing material. Accordingly, by improving the affinity between the reinforcing material and the plastic, the slag can be uniformly dispersed in the plastic melt, and by improving the adhesion between the reinforcing material and the waste plastic, a high-strength molded body can be manufactured.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조설비를 개략적으로 보여주는 도면이다. 1 is a view schematically showing a molded article manufacturing facility according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조설비는, 슬래그의 표면에 플라스틱 코팅층을 형성하여 슬래그-플라스틱 복합체를 형성할 수 있는 코팅부(100), 개질제를 이용하여 보강재를 개질하기 위한 개질부(200), 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재를 압출하여 성형체(E)를 형성하기 위한 성형부(300) 및 성형부(300)의 온도를 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조설비는 성형체를 절단하기 위한 절단부(400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the molding manufacturing facility according to an embodiment of the present invention forms a plastic coating layer on the surface of the slag to form a slag-plastic composite by using a coating unit 100, a modifier to modify the reinforcing material. The reforming unit 200 for, the slag-plastic composite, the molding unit 300 for forming the molded body E by extruding the plastic and the modified reinforcing material, and a control unit for controlling the temperature of the molding unit 300 (not shown) may include In addition, the molded body manufacturing facility according to an embodiment of the present invention may include a cutting unit 400 for cutting the molded body.

코팅부(100)는 슬래그의 표면에 플라스틱, 예컨대 폐플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 형성할 수 있다. 코팅부(100)는 내부에 슬래그와 플라스틱을 수용할 수 있는 공간을 형성하는 코팅 용기(112)와, 코팅 용기(112) 내부의 공간을 가열할 수 있는 제1가열 수단(114)을 포함할 수 있다. 이때, 코팅 용기(112)는 내부에 수용되는 슬래그와 플라스틱을 혼합 또는 교반시킬 수 있도록 회전 가능하게 형성될 수 있다. 예컨대 코팅 용기(112)는 일측으로 기울어져 회전할 수 있는 드럼 믹서를 포함할 수 있다. 제1가열 수단(114)은 코팅 용기(112)에 형성되어, 코팅 용기(112)를 가열할 수 있다. 이때, 제1가열 수단(114)은 코팅 용기(112) 내부에 수용되는 슬래그가 플라스틱의 융점 이상의 온도로 가열될 수 있도록 코팅 용기(112)를 가열할 수 있다. 이러한 구성을 통해 코팅 용기(112)에 슬래그가 투입되면, 코팅 용기(112)를 회전시키면서 제1가열 수단(114)을 이용하여 슬래그를 플라스틱의 융점 이상의 온도로 가열시킬 수 있다. 그리고 코팅 용기(112)에 플라스틱이 투입되면 가열된 슬래그의 열에 의해 플라스틱이 용해되면서 슬래그의 표면에 부착되어 슬래그-플라스틱 복합체가 형성될 수 있다. The coating part 100 may form a slag-plastic composite by attaching a plastic, for example, waste plastic, to the surface of the slag. The coating part 100 includes a coating container 112 that forms a space that can accommodate slag and plastic therein, and a first heating means 114 that can heat the space inside the coating container 112. can At this time, the coating container 112 may be rotatably formed to mix or stir the slag and the plastic accommodated therein. For example, the coating vessel 112 may include a drum mixer that can be tilted to one side and rotated. The first heating means 114 may be formed in the coating container 112 to heat the coating container 112 . At this time, the first heating means 114 may heat the coating container 112 so that the slag accommodated in the coating container 112 can be heated to a temperature greater than or equal to the melting point of the plastic. When the slag is introduced into the coating container 112 through this configuration, the slag can be heated to a temperature greater than or equal to the melting point of the plastic by using the first heating means 114 while rotating the coating container 112 . And when the plastic is put into the coating container 112, the plastic is dissolved by the heat of the heated slag and attached to the surface of the slag to form a slag-plastic composite.

한편, 코팅부(100)는 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시킬 수 있는 냉각기(미도시)와, 필요에 따라 슬래그-플라스틱 복합체를 파쇄할 수 있는 파쇄기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 냉각기는 코팅 용기(112)에서 형성된 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시킬 수 있다. 냉각기는 슬래그-플라스틱 복합체를 수용할 수 있는 공간을 형성하는 냉각 용기(미도시)와, 냉각 용기 내부의 공간을 냉각시킬 수 있는 냉각 수단(미도시)을 포함할 수 있다. 냉각 용기는 내부에 수용되는 슬래그-플라스틱 복합체를 유동시킬 수 있도록 회전 가능하게 형성될 수 있다. 예컨대 냉각 용기는 코팅 용기(112)처럼 일측으로 기울어져 회전할 수 있는 드럼 믹서를 포함할 수 있다. 그리고 냉각 수단은 냉각 용기에 형성되어, 냉각 용기를 냉각시킬 수 있다. 이러한 구성을 통해 코팅 용기(112)에서 냉각 용기로 슬래그-플라스틱 복합체가 배출되면, 냉각 용기를 회전시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 유동시킬 수 있다. 이에 슬래그-플라스틱 복합체가 냉각 용기의 내벽에 접촉되면서 균일하게 냉각될 수 있다. On the other hand, the coating unit 100 may further include a cooler (not shown) capable of cooling the slag-plastic composite, and a crusher (not shown) capable of crushing the slag-plastic composite if necessary. The cooler may cool the slag-plastic composite formed in the coating vessel 112 . The cooler may include a cooling vessel (not shown) that forms a space capable of accommodating the slag-plastic composite, and a cooling means (not shown) capable of cooling the space inside the cooling vessel. The cooling vessel may be rotatably formed to flow the slag-plastic composite accommodated therein. For example, the cooling vessel may include a drum mixer that can be tilted to one side and rotated like the coating vessel 112 . And the cooling means may be formed in the cooling vessel to cool the cooling vessel. When the slag-plastic composite is discharged from the coating vessel 112 to the cooling vessel through this configuration, the cooling vessel may be rotated to allow the slag-plastic composite to flow. Accordingly, the slag-plastic composite may be uniformly cooled while contacting the inner wall of the cooling vessel.

슬래그-플라스틱 복합체는 슬래그의 표면에 플라스틱, 예컨대 코팅용 플라스틱을 용융시켜 부착시킴으로써 형성되기 때문에 용융된 플라스틱에 의해 슬래그-플라스틱 복합체 입자가 서로 엉겨 붙어 덩어리를 형성할 수 있다. 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시키는 과정에서 슬래그-플라스틱 복합체끼리 충돌하면, 슬래그-플라스틱 복합체의 덩어리 중 일부는 부서져서 슬래그-플라스틱 복합체 입자로 형성될 수 있으나, 일부는 덩어리 형태로 남아있을 수도 있다. 따라서 슬래그-플라스틱 복합체가 냉각되면, 필요에 따라 파쇄기를 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체 덩어리를 파쇄하여 입자 형태로 분리시킬 수도 있다. Since the slag-plastic composite is formed by melting and attaching plastic, such as a plastic for coating, to the surface of the slag, the slag-plastic composite particles may agglomerate and adhere to each other by the molten plastic to form a lump. When the slag-plastic composite collides with each other in the process of cooling the slag-plastic composite, some of the agglomerates of the slag-plastic composite may be broken and formed into slag-plastic composite particles, but some may remain in a lump. Therefore, when the slag-plastic composite is cooled, if necessary, the slag-plastic composite mass may be crushed using a crusher and separated into particles.

개질부(200)는 섬유 형상으로 형성되는 보강재에 플라스틱이 잘 부착될 수 있도록 보강재의 표면을 개질할 수 있다. 개질부(200)는 내부에 개질제와 보강재를 수용할 수 있는 공간을 형성하는 개질 용기(210)와, 개질 용기(210) 내부에 개질제를 공급하기 위한 개질제 공급기(220)를 포함할 수 있다. The reforming unit 200 may modify the surface of the reinforcing material so that the plastic can be well attached to the reinforcing material formed in a fiber shape. The reforming unit 200 may include a reforming container 210 that forms a space capable of accommodating a modifier and a reinforcing material therein, and a modifier supplier 220 for supplying the modifier to the inside of the reforming vessel 210 .

개질 용기(210)는 내부에 수용되는 보강재와 개질제를 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있다. 개질 용기(210)는 개질제와 보강재를 주입할 수 있도록 상부가 개방될 수 있다. 개질 용기(210)에는 보강재를 개질하는데 사용된 개질제를 배출시키기 위한 배출관(212)이 연결되고, 배출관(212)에는 배출관(212)의 유로를 개폐할 수 있는 밸브(214)가 형성될 수 있다. 그리고 개질 용기(210)의 외부에는 배출관(212)에서 배출되는 개질제와 개질된 보강재를 회수하기 위한 회수 용기(250)를 포함할 수 있다. 이때, 회수 용기(250)에는 개질된 보강재를 선별할 수 있는 메쉬 형상의 선별기(252)가 설치될 수 있다. 이러한 구성을 통해 개질 용기(210)에 형성된 배출관(212)을 통해 회수 용기(250)로 개질제와 보강재가 배출되면, 보강재는 선별기(252)에 의해 선별되고, 개질제는 선별기(252)를 거쳐 회수 용기(250)에 수용될 수 있다. 이외에도 보강재는 다양한 방법으로 선별 및 회수될 수 있다. The reforming container 210 may form a space for accommodating the reinforcing material and the modifier accommodated therein. The reforming vessel 210 may have an open top so that the modifier and the reinforcing material may be injected. A discharge pipe 212 for discharging the modifier used to reform the reinforcing material is connected to the reforming vessel 210, and a valve 214 capable of opening and closing the flow path of the discharge pipe 212 may be formed in the discharge pipe 212. . In addition, the reforming vessel 210 may include a recovery vessel 250 for recovering the reforming agent and the reformed reinforcing material discharged from the discharge pipe 212 . In this case, a mesh-shaped sorter 252 capable of sorting the modified reinforcing material may be installed in the recovery container 250 . Through this configuration, when the modifier and the reinforcing material are discharged to the recovery vessel 250 through the discharge pipe 212 formed in the reforming vessel 210 , the reinforcing material is selected by the sorter 252 , and the modifier is recovered through the sorter 252 . It may be accommodated in the container 250 . In addition, the reinforcing material may be selected and recovered in various ways.

개질제 공급기(220)는 개질제를 수용하는 저장기(222)와, 저장기(222)에서 배출되는 개질제를 개질 용기(210) 내부로 공급할 수 있는 노즐(224)을 포함할 수 있다. 이때, 노즐(224)은 용기(110) 내부로 개질제를 공급할 수 있도록 개질 용기(210)의 일측 상부에 설치될 수 있다. 또는, 노즐(224)은 개질 용기(210)에 수용된 슬래그에 개질제를 공급할 수 있도록, 개질 용기(210) 내부에 설치될 수도 있고, 개질 용기(210)의 외부와 내부에 설치될 수도 있다. The modifier feeder 220 may include a reservoir 222 for accommodating the modifier, and a nozzle 224 for supplying the modifier discharged from the reservoir 222 into the reforming vessel 210 . In this case, the nozzle 224 may be installed on one side of the upper portion of the reforming vessel 210 to supply the modifier into the vessel 110 . Alternatively, the nozzle 224 may be installed inside the reforming vessel 210 or outside and inside the reforming vessel 210 so as to supply a modifier to the slag accommodated in the reforming vessel 210 .

한편, 개질제는 보강재 표면에 잘 부착될 수 있도록 액체 상태로 마련될 수 있다. 예컨대 개질제는 고체 상태의 개질제를 에탄올 등과 같은 용매에 용해시킨 액체 상태, 즉 용액으로 마련될 수 있다. 이에 보강재를 개질제에 접촉 또는 침지시켜 개질한 이후에는 개질된 보강재를 가열하여 건조시킬 수 있다. 즉, 개질된 보강재가 젖어있으면, 압출하는 과정에서 보강재에 남아있는 용매가 증발하면서 증기를 발생시키고, 증기에 의해 성형체 내에 기포 등과 같은 결함이 발생할 수 있다. 이러한 결함은 성형체의 강도를 저하시키는 문제가 있으므로, 성형체 내에 기포 등과 같은 결함이 발생하지 않도록 개질된 보강재를 건조시키는 것이 좋다. 따라서 선별된 On the other hand, the modifier may be provided in a liquid state to be well attached to the surface of the reinforcing material. For example, the modifier may be prepared in a liquid state, that is, a solution in which the modifier in a solid state is dissolved in a solvent such as ethanol. After the reinforcing material is modified by contacting or immersing the reinforcing material in the modifying agent, the modified reinforcing material may be dried by heating. That is, when the modified reinforcing material is wet, the solvent remaining in the reinforcing material evaporates during extrusion to generate steam, and defects such as bubbles in the molded body may occur due to the steam. Since these defects reduce the strength of the molded body, it is preferable to dry the modified reinforcing material so that defects such as air bubbles do not occur in the molded body. Therefore, selected

따라서 별도의 건조 장치(미도시)를 이용하여 선별된 보강재, 즉 개질된 보강재를 가열하여 건조시킬 수 있다. 이때, 건조 장치는 개질된 보강재에 함유되는 용매를 증발시킬 수 있을 정도의 보강재를 가열할 수 있다. 개질된 보강재는 건조된 직후 성형체 제조에 사용될 수도 있고, 별도의 저장장소에 저장되었다가 성형체 제조에 사용될 수도 있다. Accordingly, the selected reinforcing material, ie, the modified reinforcing material, may be heated and dried using a separate drying device (not shown). In this case, the drying apparatus may heat the reinforcing material to an extent capable of evaporating the solvent contained in the modified reinforcing material. The modified reinforcing material may be used for manufacturing a molded body immediately after drying, or may be stored in a separate storage location and used for manufacturing a molded body.

성형부(300)는 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱, 예컨대 충진용 플라스틱 및 개질된 보강재를 압출하여 성형체(E)를 제조할 수 있다. 성형부(300)는 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재를 수용할 수 있는 공간을 형성하는 압출기 몸체(312)와, 압출기 몸체(312) 내부에 회전 가능하도록 형성되는 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)에 연결되는 다이(320)를 포함할 수 있다. 또한, 성형부(300)는 압출기 몸체(312)에 수용되는 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재를 가열하도록 압출기 몸체(312)에 형성되는 제2가열 수단(340)를 포함할 수 있다. 그리고 성형부(300)는 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재를 압출기 몸체(312)에 투입하기 이전에 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재를 균일하게 혼합하기 위한 혼합 용기(미도시)를 포함할 수 있다. 성형체 제조 시 자외선 안정제, 착색제, 상용화제 등의 첨가제가 사용될 수 있는데, 혼합 용기는 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재와 함께 첨가제를 혼합할 수도 있다. The molding unit 300 may manufacture the molded body E by extruding the slag-plastic composite and plastic, for example, a plastic for filling and a modified reinforcing material. The molding unit 300 includes an extruder body 312 that forms a space for accommodating the slag-plastic composite, plastic, and modified reinforcement, and a screw 330 and extruder that are rotatably formed inside the extruder body 312 It may include a die 320 coupled to the body 312 . In addition, the molding unit 300 may include a second heating means 340 formed in the extruder body 312 to heat the slag-plastic composite, plastic, and modified reinforcing material accommodated in the extruder body 312 . And the molding unit 300 is a mixing container (not shown) for uniformly mixing the slag-plastic composite, the plastic, and the modified reinforcing material before the slag-plastic composite, the plastic and the modified reinforcing material are put into the extruder body 312 . may include Additives such as UV stabilizer, colorant, compatibilizer, etc. may be used in manufacturing the molded body, and the mixing container may mix the additive together with the slag-plastic composite, plastic, and modified reinforcing material.

압출기 몸체(312)는 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 개질된 보강재 또는 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재를 포함하는 혼합물을 수용할 수 있는 공간이 형성되고, 일방향, 예컨대 수평방향으로 연장되는 중공형으로 형성될 수 있다. 압출기 몸체(312)는 양쪽이 개방된 대략 원통형으로 형성될 수 있으며, 일측 상부에는 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재를 포함하는 혼합물을 주입하기 위한 주입구(314)가 형성될 수 있다. 혼합물을 압출기 몸체(312)에 쉽게 주입할 수 있도록 주입구(314)는 깔때기 형상으로 형성되거나, 호퍼 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 압출기 몸체(312)에서 주입구(314)와 이격된 타측은 개방되어 혼합물을 배출할 수 있는 배출구(316)로 사용될 수 있다. The extruder body 312 is hollow, extending in one direction, for example horizontally, with a space for receiving a slag-plastic composite, a plastic modified reinforcement or a mixture comprising a slag-plastic composite, a plastic, and a modified reinforcement. can be formed with The extruder body 312 may be formed in a substantially cylindrical shape with both sides open, and an inlet 314 for injecting a mixture including a slag-plastic composite, plastic, and modified reinforcing material may be formed at an upper portion of one side. In order to easily inject the mixture into the extruder body 312, the injection port 314 may be formed in a funnel shape or a hopper shape. At this time, the other side spaced apart from the inlet 314 in the extruder body 312 may be opened and used as an outlet 316 capable of discharging the mixture.

다이(320)는 압출기 몸체(312)의 배출구(316)에 연결될 수 있고, 압출기 몸체(312)의 내경보다 작은 내경을 가지며, 양쪽이 개방된 중공형으로 형성될 수 있다. 다이(320)는 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재의 혼합물을 원하는 형상을 갖는 성형체(E)로 형성할 수 있도록, 다이(320)의 내부 공간은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대 성형체(E)를 직사각형 판재 형상을 갖도록 형성하는 경우, 다이(320)의 내부 공간은 직사각형 슬릿 형상의 단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 또는 성형체(E)를 원통형 바형상을 갖도록 형성하는 경우, 다이(320)의 내부 공간은 원형의 단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. The die 320 may be connected to the outlet 316 of the extruder body 312, has an inner diameter smaller than the inner diameter of the extruder body 312, and may be formed in a hollow shape with both sides open. The inner space of the die 320 may be formed in various shapes so that the die 320 can form the molded body E having a desired shape by using a mixture of the slag-plastic composite, plastic, and modified reinforcing material. For example, when the molded body E is formed to have a rectangular plate shape, the inner space of the die 320 may be formed to have a rectangular slit cross-sectional shape. Alternatively, when the molded body E is formed to have a cylindrical bar shape, the inner space of the die 320 may be formed to have a circular cross-sectional shape.

스크류(330)는 압출기 몸체(312)의 내부에 압출기 몸체(312)가 연장되는 방향을 따라 배치될 수 있다. 이때, 스크류(330)의 일측은 베어링 등과 같은 연결수단(331)을 통해 압출기 몸체(312)의 개방된 일측에 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 그리고 스크류(330)의 타측은 압출기 몸체(312)와 다이(320)의 연결 부위까지 연장되도록 배치될 수 있다. 스크류(330)는 압출기 몸체(312)에 구비되는 구동기(332)의 구동에 의해 회전하여 압출기 몸체(312) 내부로 주입된 혼합물을 배출구(316)쪽으로 이동시켜 다이(320)를 통해 압출기 몸체(312)의 외부로 압출시킬 수 있다. The screw 330 may be disposed in the extruder body 312 along the direction in which the extruder body 312 extends. At this time, one side of the screw 330 may be rotatably connected to the open side of the extruder body 312 through a connection means 331 such as a bearing. In addition, the other side of the screw 330 may be arranged to extend to a connection portion between the extruder body 312 and the die 320 . The screw 330 is rotated by the driving of the actuator 332 provided in the extruder body 312 to move the mixture injected into the extruder body 312 toward the outlet 316 and through the die 320 to the extruder body ( 312) can be extruded to the outside.

제2가열 수단(340)은 압출기 몸체(312)를 가열하도록 압출기 몸체(312)에 형성될 수 있다. 제2가열 수단(340)은 플라스틱을 융점 이상의 온도로 가열할 수 있고, 압출기 몸체(312) 내부에서 플라스틱이 융점 이상의 온도를 유지할 수 있도록 압출기 몸체(312)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.The second heating means 340 may be formed in the extruder body 312 to heat the extruder body 312 . The second heating means 340 may heat the plastic to a temperature above the melting point, and may be formed along the longitudinal direction of the extruder body 312 so that the plastic can maintain a temperature above the melting point within the extruder body 312 .

제어부는 압출기 몸체(312)가 연장되는 방향 또는 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재의 혼합물이 압출되는 방향으로 압출기 몸체(312)의 온도를 조절하도록 제2가열 수단(340)을 제어할 수 있다. 슬래그-플라스틱 복합체를 압출기 몸체(312)에 주입했을 때, 주입구(314)쪽 온도가 지나치게 높으면, 복합체 표면의 플라스틱이 빠르게 용융될 수 있다. 이 경우, 슬래그-플라스틱 복합체를 형성하고 있는 슬래그가 노출되고, 스크류(330)가 회전함에 따라 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)와 접촉할 수 있다. 이로 인해 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)의 내면이 마모될 수 있다. 또한, 슬래그-플라스틱 복합체를 형성하고 있는 슬래그가 노출되면, 슬래그와 플라스틱 및 개질된 보강재 간의 비중차이로 인해 용융된 플라스틱과 슬래그 및 개질된 보강재가 고액분리되어, 용융된 플라스틱 중에 슬래그와 개질된 보강재가 균일하게 분산되지 못할 수도 있다. 따라서 제어부는 압출기 몸체(312)에서 혼합물이 주입되는 주입구(314) 쪽의 온도보다 혼합물이 압출되는 배출구(316) 쪽 온도를 더 높게 조절할 수 있도록 제2가열 수단(340)을 제어할 수 있다. 또는, 제어부는 압출기 몸체(312)에서 혼합물이 주입되는 주입구(314) 쪽에서 혼합물이 압출되는 배출구(316) 쪽으로 갈수록 온도가 높아지도록 제2가열 수단(340)을 제어할 수 있다. 이를 통해 슬래그-플라스틱 복합체를 구성하는 플라스틱이 용융되는 시점을 지연시킬 수 있다. 따라서 슬래그-플라스틱 복합체의 슬래그가 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)의 내면과 접촉하는 시간이 단축되어 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)의 내면이 마모되는 현상을 저감시킬 수 있다. 또한, 용융된 플라스틱 중에 슬래그 또는 슬래그-플라스틱 복합체와 개질된 보강재가 균일하게 분산되도록 하여, 제조되는 성형체의 품질을 향상시킬 수 있다. The control unit may control the second heating means 340 to adjust the temperature of the extruder body 312 in the direction in which the extruder body 312 extends or in the direction in which the mixture of the slag-plastic composite, plastic and modified reinforcement is extruded. have. When the slag-plastic composite is injected into the extruder body 312, if the temperature at the injection port 314 is too high, the plastic on the surface of the composite may be rapidly melted. In this case, the slag forming the slag-plastic composite is exposed, and as the screw 330 rotates, it may come into contact with the screw 330 and the extruder body 312 . Due to this, the inner surface of the screw 330 and the extruder body 312 may be worn. In addition, when the slag forming the slag-plastic composite is exposed, the molten plastic, the slag, and the modified reinforcing material are separated into solid and liquid due to the specific gravity difference between the slag and the plastic and the modified reinforcing material, and the slag and the modified reinforcing material in the molten plastic may not be uniformly distributed. Therefore, the control unit can control the second heating means 340 to adjust the temperature at the outlet 316 side at which the mixture is extruded higher than the temperature at the injection port 314 side through which the mixture is injected in the extruder body 312 . Alternatively, the controller may control the second heating means 340 so that the temperature increases from the extruder body 312 toward the outlet 316 through which the mixture is extruded from the injection port 314 side through which the mixture is injected. Through this, it is possible to delay the time at which the plastic constituting the slag-plastic composite is melted. Therefore, the time during which the slag of the slag-plastic composite comes into contact with the inner surfaces of the screw 330 and the extruder body 312 is shortened, thereby reducing the abrasion of the inner surfaces of the screw 330 and the extruder body 312 . In addition, by uniformly dispersing the slag or the slag-plastic composite and the modified reinforcing material in the molten plastic, it is possible to improve the quality of the manufactured molded article.

이러한 구성을 통해 혼합물은 압출기 몸체(312) 내부에 주입된 후 스크류(330)의 회전에 의해 압출기 몸체(312) 내부를 따라 이동하여 다이(320)를 통해 압출기 몸체(312) 외부로 압출되어 성형체(E)로 제조될 수 있다. 이때, 혼합물은 제2가열 수단(340)에 의해 플라스틱의 융점 이상의 온도로 가열될 수 있다. 이렇게 혼합물이 가열되면, 혼합물 중 플라스틱 성분이 용해되어 플라스틱 용융물을 형성하게 되고, 용융된 플라스틱, 예컨대 충진용 플라스틱의 용융물 내에 슬래그와 개질된 보강재가 균일하게 분산될 수 있다.Through this configuration, the mixture is injected into the extruder body 312 and then moves along the inside of the extruder body 312 by the rotation of the screw 330 and is extruded through the die 320 to the outside of the extruder body 312 to form a molded body (E) can be prepared. In this case, the mixture may be heated to a temperature higher than the melting point of the plastic by the second heating means 340 . When the mixture is heated in this way, the plastic component in the mixture is dissolved to form a plastic melt, and the slag and the modified reinforcing material can be uniformly dispersed in the melt of the molten plastic, for example, a plastic for filling.

성형부(300)는 혼합물을 압출하여 성형체(E)를 연속적으로 형성할 수 있다. 이렇게 형성되는 성형체(E)는 절단부(400)에 의해 일정한 길이 또는 원하는 길이를 갖도록 절단될 수 있다. 이러한 절단부(400)는 성형체가 배출되는 방향으로 압출기 몸체(312)의 전방, 또는 다이(320)의 전방에 압출기 몸체(312)와 이격되도록 배치될 수 있다. The molding unit 300 may continuously form the molded body (E) by extruding the mixture. The molded body (E) thus formed may be cut to have a predetermined length or a desired length by the cutting part 400 . The cut portion 400 may be disposed to be spaced apart from the extruder body 312 in the front of the extruder body 312, or in front of the die 320 in the direction in which the molded body is discharged.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 성형체를 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법에서 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법에서 보강재를 개질하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 제조된 성형체의 내부 구조를 개념적으로 보여주는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 제조된 성형체의 일예를 보여주는 사진이다. 2 is a flowchart sequentially showing a process of manufacturing a molded body by the method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a slag-plastic composite manufacturing process according to the embodiment of the present invention. 4 is a flowchart sequentially showing the process of reforming the reinforcing material in the method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention. And FIG. 5 is a cross-sectional view conceptually showing the internal structure of a molded body manufactured by the method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a photograph showing an example of the molded body manufactured by the method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention to be.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법은, 슬래그, 플라스틱, 보강재 및 개질제를 포함하는 원료를 마련하는 과정(S110, S112, S114, S116)과, 슬래그와 플라스틱을 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정(S120)과, 개질제를 이용하여 플라스틱과 동일한 성질을 갖도록 보강재를 개질하는 과정(S130) 및 슬래그-플라스틱 복합체, 플라스틱 및 개질된 보강재를 압출하여 성형체를 제조하는 과정(S140)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention includes a process (S110, S112, S114, S116) of preparing a raw material including slag, plastic, a reinforcing material and a modifier, and using the slag and plastic The process of manufacturing the slag-plastic composite (S120), the process of using a modifier to modify the reinforcing material to have the same properties as the plastic (S130), and the process of manufacturing the molded body by extruding the slag-plastic composite, the plastic and the modified reinforcing material (S140) may be included.

성형체를 제조하기 위한 슬래그를 마련할 수 있다. 이때, 슬래그는 제철공정에서 발생하는 다양한 슬래그를 포함할 수 있으며, CaO를 10중량% 이하로 포함할 수 있다. 또는 슬래그는 CaO를 0 중량% 내지 5중량%, 또는 0.01 내지 2.0중량% 정도로 포함할 수 있다. 이러한 슬래그는 페로 니켈 용강을 제조하는 과정에서 발생하는 페로 니켈 슬래그를 포함할 수 있다. 또는, 슬래그는 페로 니켈 슬래그, 고로 슬래그, 전로 슬래그 및 전기로 슬래그 등을 혼합하거나, 상기 슬래그들에 별도의 부원료를 혼합하여, 10중량% 이하의 CaO를 함유하도록 성분이 조정된 슬래그를 포함할 수도 있다. 이 경우, 슬래그에 함유되는 CaO 함량은 적을수록 좋다. The slag for manufacturing a molded object can be provided. In this case, the slag may include various slags generated in the ironmaking process, and may contain CaO in an amount of 10 wt% or less. Alternatively, the slag may contain CaO in an amount of 0 wt% to 5 wt%, or 0.01 to 2.0 wt%. Such slag may include ferronickel slag generated in the process of manufacturing ferronickel molten steel. Alternatively, the slag may include slag whose composition is adjusted to contain 10% by weight or less of CaO by mixing ferro nickel slag, blast furnace slag, converter slag and electric furnace slag, or by mixing a separate auxiliary material with the slag. may be In this case, the smaller the CaO content contained in the slag, the better.

아래의 표 1은 슬래그의 종류에 따른 주요 성분의 함량을 나타내고 있다. Table 1 below shows the content of main components according to the type of slag.

고로 슬래그Blast Furnace Slag 제강 슬래그steel slag 전기로 슬래그(산화)Furnace Slag (oxidation) 전기로 슬래그(환원)Furnace slag (reduction) 페로니켈 슬래그ferronickel slag CaO(wt%)CaO (wt%) 41.841.8 46.146.1 13.8513.85 44.9644.96 0.280.28 SiO2(wt%)SiO 2 (wt%) 33.5033.50 41.841.8 17.5717.57 23.2123.21 54.754.7 Al2O3(wt%)Al 2 O 3 (wt%) 13.613.6 1.51.5 7.457.45 12.9812.98 1.931.93 MgO(wt%)MgO (wt%) 6.46.4 6.36.3 5.155.15 9.909.90 33.133.1 기타(wt%)Other (wt%) 4.74.7 4.34.3 55.9855.98 8.958.95 9.999.99

상기 표 1에 나타난 바와 같이 페로니켈 슬래그는 고로 슬래그, 제강 슬래그 및 전기로 슬래그에 비해 CaO의 함량이 매우 적은 것을 알 수 있다. CaO는 수분을 흡수하는 성질이 있기 때문에 CaO를 다량 함유하는 고로 슬래그, 제강 슬래그 및 전기로 슬래그를 이용하여 성형체를 제조하는 경우, 100℃ 이상의 온도에서 슬래그에 흡수된 수분이 증발하는 현상이 발생하게 된다. 이렇게 증발된 수분은 성형체 내에 기포를 발생시켜 성형체의 강도를 저하시키는 문제가 있다. 따라서 다른 슬래그들에 비해 CaO 성분을 적게 함유하는 페로니켈 슬래그를 단독으로 이용하여 고강도의 성형체를 제조할 수 있다. 또는, 슬래그 전체 중량에 대해서 10중량% 이하의 CaO를 함유하도록, 페로니켈 슬래그, 고로 슬래그, 전로 슬래그 및 전기로 슬래그들을 혼합하여 슬래그의 성분을 조절한 후 성형체를 제조하는데 사용할 수 있다. 또는, 슬래그 전체 중량에 대해서 10중량% 이하의 CaO를 함유하도록, 페로니켈 슬래그, 고로 슬래그, 전로 슬래그 및 전기로 슬래그 중 적어도 하나의 슬래그에 별도의 부원료를 혼합하여, 슬래그의 성분을 조절한 후 성형체를 제조하는데 사용할 수도 있다. 다시 말해서 CaO의 함량이 서로 다른 슬래그를 서로 혼합함으로써 성형체에 사용되는 슬래그를 마련할 수 있다. 이때, CaO 함량이 높은 슬래그와 CaO 함량이 낮은 슬래그를 혼합하여, CaO 함량을 10중량% 이하로 조정할 수 있다. 또는, CaO 함량이 10중량%를 초과하는 슬래그와 SiO2를 다량 함유하는 부원료를 혼합하여, CaO 함량이 10중량% 이하로 조정된 슬래그를 성형체 제조에 사용할 수 있다. 예컨대, 고로 슬래그와 페로니켈 슬래그를 합한 전체 중량에 대해서 10중량%의 고로 슬래그와 페로니켈 슬래그 90중량%의 페로니켈 슬래그를 혼합하고, 이를 이용하여 성형체를 제조할 수 있다. 또는, 전기로 슬래그(산화)와 페로니켈 슬래그를 합한 전체 중량에 대해서 15중량%의 전기로 슬래그(산화)와 85중량%의 페로니켈 슬래그를 혼합하고, 이를 이용하여 성형체를 제조할 수 있다. 이때, 고로 슬래그나 제강 슬래그에 비해 CaO 함량이 적은 전기로 슬래그(산화)를 페로니켈 슬래그와 혼합하여 사용하는 것이 CaO 함량을 쉽게 조절할 수 있다. 이와 같이 제철공정에서 발생하는 다양한 슬래그들과 플라스틱을 압출하여 성형체를 제조할 수 있다. 이하에서는 페로니켈 슬래그를 이용하여 성형체를 제조하는 예에 대해서 설명한다. 페로니켈 슬래그는 다른 슬래그들에 비해 CaO의 함량이 매우 적으며, 경도(모스 경도)가 7 내지 7.5Mohs 정도로 매우 높다. 또한, 페로니켈 슬래그는 도 5의 (a)에 도시된 것처럼, 모가 지고 각이 진 다면체 입자로, 입자 형상이 매우 불규칙하다. 이러한 페로니켈 슬래그를 이용하여 성형체를 제조하면, 구형 입자 형상을 갖는 슬래그에 비해 슬래그 입자 간 또는 슬래그 입자와 플라스틱과의 접촉 면적이 증가하게 된다. 이를 통해 성형체 내에 페로니켈 슬래그의 밀도가 높아지게 되어, 기계적인 물성이 우수한 고강도의 성형체를 제조할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 성형체의 원료로 사용되는 슬래그로서, 페로니켈 슬래그를 사용하는 예에 대해서 설명하며, 이하에서는 페로니켈 슬래그를 슬래그라 명명한다. As shown in Table 1, it can be seen that the CaO content of ferronickel slag is very small compared to blast furnace slag, steelmaking slag, and electric furnace slag. Since CaO has a property of absorbing moisture, when a molded body is manufactured using blast furnace slag, steelmaking slag, and electric furnace slag containing a large amount of CaO, the moisture absorbed in the slag evaporates at a temperature of 100℃ or higher. do. The water evaporated in this way generates bubbles in the molded body, thereby reducing the strength of the molded body. Therefore, it is possible to manufacture a high-strength molded body by using ferronickel slag containing less CaO component than other slags alone. Alternatively, ferronickel slag, blast furnace slag, converter slag and electric furnace slag are mixed to contain 10 wt% or less of CaO with respect to the total weight of the slag, and the composition of the slag is adjusted, and then it can be used to prepare a molded article. Alternatively, a separate auxiliary material is mixed with at least one slag of ferronickel slag, blast furnace slag, converter slag and electric furnace slag so as to contain 10 wt% or less of CaO based on the total weight of the slag, and then the composition of the slag is adjusted It can also be used to manufacture molded articles. In other words, the slag used in the compact can be prepared by mixing slags having different CaO contents with each other. At this time, by mixing slag having a high CaO content and slag having a low CaO content, the CaO content may be adjusted to 10 wt% or less. Alternatively, by mixing slag having a CaO content of more than 10% by weight and an auxiliary material containing a large amount of SiO 2 , the slag having a CaO content of 10% by weight or less may be used for manufacturing a molded article. For example, 10% by weight of blast furnace slag and 90% by weight of ferronickel slag and ferronickel slag are mixed with respect to the total weight of the blast furnace slag and ferronickel slag, and a molded body may be manufactured using the mixture. Alternatively, 15% by weight of electric furnace slag (oxidation) and 85% by weight of ferronickel slag are mixed with respect to the total weight of the combined electric furnace slag (oxidation) and ferronickel slag, and a molded body can be manufactured using this. In this case, it is easy to control the CaO content by mixing electric furnace slag (oxidation) with less CaO content than blast furnace slag or steelmaking slag with ferronickel slag. As described above, a molded body can be manufactured by extruding various slags and plastics generated in the ironmaking process. Hereinafter, an example of manufacturing a molded body using ferronickel slag will be described. Ferronickel slag has a very small content of CaO compared to other slags, and has a very high hardness (Mohs hardness) of 7 to 7.5 Mohs. In addition, as shown in (a) of FIG. 5, ferronickel slag is a polyhedral particle with angular ridges, and the particle shape is very irregular. When a molded body is manufactured using such ferronickel slag, the contact area between the slag particles or between the slag particles and the plastic is increased compared to slag having a spherical particle shape. Through this, the density of the ferronickel slag in the molded body is increased, and thus a high-strength molded body having excellent mechanical properties can be manufactured. In an embodiment of the present invention, an example in which ferronickel slag is used as slag used as a raw material for a molded body will be described, and ferronickel slag is called slag hereinafter.

슬래그-플라스틱 복합체를 제조하기 위해 슬래그의 입자 크기를 선별할 수 있다. 페로니켈 용탕을 제조하는 과정에서 발생한 슬래그를 파쇄할 수 있다. 슬래그가 파쇄되면 90% 이상의 슬래그는 6㎜ 이하의 입자 크기를 갖는데, 그 중에서 0.01 내지 0.15㎜ 또는 0.05 내지 0.1㎜ 정도의 입자 크기를 갖는 슬래그를 선별하여 슬래그-플라스틱 복합체의 원료로 사용할 수 있다. 여기에서 슬래그의 입자 크기는 슬래그의 입자 길이를 의미할 수 있으며, 가로, 세로 및 두께 중 가장 긴 부분을 나타낼 수 있다. 이때, 슬래그의 입자 크기는 작을수록 좋으나, 슬래그의 입자 크기를 지나치게 작게 가공하면, 슬래그를 파쇄하는데 소요되는 비용이 증가할 수 있다. 반면, 슬래그의 입자 크기가 0.15㎜를 초과하면, 슬래그와 플라스틱 간의 접촉 면적을 충분하게 확보하기 어려우므로, 이를 이용하여 제조되는 성형체의 강도를 충분하게 향상시키기 어려운 문제가 있다.The particle size of the slag can be selected to prepare a slag-plastic composite. Slag generated in the process of manufacturing ferronickel molten metal can be crushed. When the slag is crushed, 90% or more of the slag has a particle size of 6 mm or less. Among them, slag having a particle size of about 0.01 to 0.15 mm or 0.05 to 0.1 mm can be selected and used as a raw material for the slag-plastic composite. Here, the particle size of the slag may mean the particle length of the slag, and may represent the longest part among horizontal, vertical, and thickness. In this case, the smaller the particle size of the slag, the better, but if the particle size of the slag is processed too small, the cost for crushing the slag may increase. On the other hand, when the particle size of the slag exceeds 0.15 mm, since it is difficult to sufficiently secure a contact area between the slag and the plastic, there is a problem in that it is difficult to sufficiently improve the strength of a molded article manufactured using the same.

성형체의 원료로 사용되는 플라스틱, 예컨대 코팅용 플라스틱과 충진용 플라스틱을 마련할 수 있다. 플라스틱은 열을 가하면 용융되고, 냉각시키면 다시 고체 상태로 변화하는 열가소성 플라스틱을 포함할 수 있다. 이때, 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate, 이하 PET라 함), 폴리에틸렌(Polyethylene, 이하, PE라 함), 폴리프로필렌(Polypropylene, 이하, PP라 함), 폴리스타이렌(Polystyrene, 이하, PS라 함), 폴리카보네이트(Polycarbonate, 이하, PC라 함) 등을 포함할 수 있다. 여기에서 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE)와 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene, LDPE)를 포함할 수 있다. 플라스틱은 생활 폐기물, 산업 폐기물로부터 수집된 폐플라스틱을 포함할 수 있다. 수집된 플라스틱, 예컨대 폐플라스틱은 세척하여 불순물을 제거한 다음, 5㎜ 이하 또는 1 내지 4㎜정도의 크기를 갖거나, 2 내지 3㎜ 정도의 크기를 갖도록 파쇄된 후 성형체의 원료로 사용될 수 있다. 플라스틱의 크기는 가로, 세로 및 두께 중 가장 큰 부분이 5㎜ 이하일 수 있다. 플라스틱의 크기가 지나치게 작으면, 플라스틱을 코팅 용기(112)나 압출기 몸체(312)에 투입할 때 비산하거나 슬래그와의 무게 또는 비중 차이가 증가하여 슬래그 또는 슬래그-플라스틱 복합체와 쉽게 혼합되지 않을 수 있다. 반면, 플라스틱의 크기가 지나치게 큰 경우, 슬래그나 슬래그-플라스틱 복합체, 개질된 보강재 및 플라스틱이 균일하게 혼합되지 않을 수 있다. 게다가 슬래그-플라스틱 복합체를 제조 시 쉽게 용융되지 않고, 슬래그와 플라스틱의 접촉 빈도나 접촉 면적이 저감되어 슬래그의 표면을 충분하게 코팅하기 어려운 문제가 있다. 따라서 플라스틱을 적절한 크기로 파쇄하여, 슬래그, 또는 슬래그-플라스틱 복합체 및 개질된 보강재와 균일하게 혼합될 수 있도록 하고, 슬래그, 또는 슬래그-플라스틱 복합체 및 개질된 보강재와의 접촉 빈도나 접촉 면적을 증가시킴으로써 슬래그-플라스틱 복합체는 물론, 성형체를 원활하게 제조할 수 있다.Plastics used as raw materials for the molded body, such as plastics for coating and plastics for filling, may be provided. Plastics may include thermoplastics that melt when heated and change back to a solid state when cooled. At this time, the plastic is polyethylene terephthalate (Polyethylene Terephtalate, hereinafter referred to as PET), polyethylene (Polyethylene, hereinafter, referred to as PE), polypropylene (Polypropylene, hereinafter, referred to as PP), polystyrene (hereinafter referred to as PS). , polycarbonate (hereinafter, referred to as PC), and the like. Here, the polyethylene may include high-density polyethylene (HDPE) and low-density polyethylene (LDPE). Plastics may include waste plastics collected from municipal waste and industrial waste. The collected plastic, for example, waste plastic, is washed to remove impurities, and then crushed to have a size of 5 mm or less or 1 to 4 mm, or 2 to 3 mm. It can be used as a raw material for a molded body. The size of the plastic may be 5 mm or less in the largest part of the width, length, and thickness. If the size of the plastic is too small, when the plastic is put into the coating container 112 or the extruder body 312, it scatters or the weight or specific gravity difference with the slag increases, so it may not be easily mixed with the slag or the slag-plastic composite. . On the other hand, when the size of the plastic is too large, the slag, the slag-plastic composite, the modified reinforcing material, and the plastic may not be uniformly mixed. In addition, the slag-plastic composite is not easily melted when manufacturing, and the contact frequency or contact area between the slag and the plastic is reduced, so that it is difficult to sufficiently coat the surface of the slag. Therefore, by crushing the plastic to an appropriate size so that it can be uniformly mixed with the slag or the slag-plastic composite and the modified reinforcing material, and by increasing the contact frequency or contact area with the slag or the slag-plastic composite and the modified reinforcing material The slag-plastic composite as well as the molded body can be smoothly manufactured.

성형체의 기계적인 물성을 높이기 위한 보강재를 마련할 수 있다. 보강재는 대나무 섬유, 황마 섬유 등과 같이 강성을 가지는 천연 섬유 또는 식물성 섬유를 포함할 수 있다. 보강재는 대나무나 황마 등을 파쇄하여 제조될 수 있으며, 슬래그보다 긴 섬유 형태로 형성될 수 있다. 보강재는 도 5의 (a)에 도시된 것처럼 복수 개의 슬래그 입자 사이를 가로지르도록 배치될 수 있다. 보강재는 성형체 내에서 보강재끼리 나란하게 배치되거나 서로 엇갈리도록 배치되어 성형체의 기계적인 물성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 보강재는 슬래그 입자와 함께 복합체의 충진재로서 역할을 할 수 있고, 슬래그 입자와 더불어 기계적 물성을 더욱 향상시키는 역할을 할 수 있다. 도 5의 (b)를 참조하면, 보강재의 길이(Lr)는 슬래그 입자의 길이(Ls)보다 길게 형성될 수 있다. 여기에서 슬래그 입자의 길이(Ls)는 입체적인 형상을 갖는 슬래그 입자에서 가장 긴 부분을 나타낼 수 있다. 그리고 보강재의 두께(Tr)는 슬래그 입자의 길이(Ls)보다 짧거나 길게 형성될 수 있다. 예컨대 슬래그 입자의 길이(Ls)가 0.01 내지 0.15㎜인 경우, 보강재의 길이(Lr)는 0.2 내지 10㎜ 또는 0.5 내지 5㎜ 정도로 형성될 수 있고, 보강재의 두께(Tr)는 0.01 내지 0.2㎜ 또는 0.05 내지 0.1㎜ 정도로 형성될 수 있다. 보강재의 길이(Lr)나 두께(Tr)가 지나치게 짧으면, 성형체의 기계적인 물성을 충분하게 높이기 어려운 문제가 있다. 반면, 보강재의 길이(Lr)나 두께(Tr)가 지나치게 길면, 압출하는 과정에서 플라스틱 내에 충분하게 분산되기 어렵고, 압출기에 부하를 가하여 생산성이 낮아지는 문제가 있다. 이러한 보강재는 탄성율이 높고, 마모성이 낮아 성형체의 기계적인 물성을 효과적으로 높일 수 있다. 특히, 대나무는 아시아 전역에서 대량으로 생산되고 있고, 성장속도가 빠르기 때문에 자원이 풍부하며, 가격이 낮은 장점이 있다. A reinforcing material for increasing the mechanical properties of the molded body may be provided. The reinforcing material may include natural fibers or vegetable fibers having rigidity, such as bamboo fibers and jute fibers. The reinforcing material may be manufactured by crushing bamboo, jute, or the like, and may be formed in the form of fibers longer than slag. The reinforcing material may be disposed to cross between the plurality of slag particles as shown in FIG. 5A . The reinforcing material may serve to improve the mechanical properties of the formed body by being disposed side by side or alternately with each other in the molded body. In addition, the reinforcing material may serve as a filler of the composite together with the slag particles, and may serve to further improve mechanical properties together with the slag particles. Referring to (b) of Figure 5, the length (Lr) of the reinforcing material may be formed to be longer than the length (Ls) of the slag particles. Here, the length (Ls) of the slag particles may represent the longest part of the slag particles having a three-dimensional shape. And the thickness (Tr) of the reinforcing material may be formed to be shorter or longer than the length (Ls) of the slag particles. For example, when the length (Ls) of the slag particles is 0.01 to 0.15 mm, the length (Lr) of the reinforcing material may be formed to be about 0.2 to 10 mm or 0.5 to 5 mm, and the thickness (Tr) of the reinforcing material is 0.01 to 0.2 mm or It may be formed to about 0.05 to 0.1 mm. When the length (Lr) or thickness (Tr) of the reinforcing material is too short, there is a problem in that it is difficult to sufficiently increase the mechanical properties of the molded article. On the other hand, if the length (Lr) or thickness (Tr) of the reinforcing material is too long, it is difficult to sufficiently disperse in the plastic during the extrusion process, and there is a problem in that productivity is lowered by applying a load to the extruder. Such a reinforcing material has a high modulus of elasticity and low abrasion properties, so that mechanical properties of the molded body can be effectively increased. In particular, bamboo is produced in large quantities throughout Asia, and because of its rapid growth rate, it has abundant resources and has the advantage of low price.

한편, 보강재로 사용되는 천연 섬유 또는 식물성 섬유는 셀룰로오스, 리그닌, 헤미-셀롤로오스, 펙틴, 왁스 등을 포함할 수 있다. 보강재는 셀룰로오스와 헤미-셀룰로오스의 수산기(-OH)에 의해 친수성을 나타내나, 플라스틱은 소수성을 나타낸다. 이로 인해 보강재와 플라스틱의 상용성이 좋지 않아 이들을 이용하여 제조되는 성형체는 기계적인 물성이 저하되는 문제가 있다. 다시 말해서 성형체를 제조하기 위해 천연섬유 또는 식물섬 섬유로 이루어진 보강재와 플라스틱을 용융 압출하면, 보강재와 플라스틱 용융물이 물과 기름처럼 잘 섞이지 않고, 보강재와 플라스틱 간의 결합력이 낮아지고, 보강재 입자끼리 응집되어 플라스틱의 용융물 내에 균일하게 분산되지 않는 경향이 있다. 따라서 개질제를 이용하여 보강재를 개질 또는 전처리함으로써 보강재 입자와 플라스틱 간의 결합력을 향상시키고, 보강재가 플라스틱의 용융물 내에 균일하게 분산되도록 할 수 있다. Meanwhile, natural fibers or vegetable fibers used as reinforcing materials may include cellulose, lignin, hemi-cellulose, pectin, wax, and the like. The reinforcing material exhibits hydrophilicity due to the hydroxyl group (-OH) of cellulose and hemi-cellulose, whereas plastics exhibit hydrophobicity. Due to this, the compatibility between the reinforcing material and the plastic is not good, and there is a problem in that the mechanical properties of the molded article manufactured using the reinforcing material are deteriorated. In other words, when a reinforcing material made of natural fiber or plant fiber and plastic are melt-extruded to manufacture a molded article, the reinforcing material and the plastic melt do not mix as well as water and oil, the bonding force between the reinforcing material and the plastic is lowered, and the reinforcing material particles are agglomerated. It tends not to be uniformly dispersed in the melt of plastic. Therefore, by modifying or pre-treating the reinforcing material using the modifier, the bonding force between the reinforcing material particles and the plastic may be improved, and the reinforcing material may be uniformly dispersed in the melt of the plastic.

이에 따라 보강재를 개질하기 위한 개질제를 마련(S116)할 수 있다. 개질제는 친수성인 보강재에 플라스틱과 유사하거나 동일한 성질, 즉 소수성을 부여함으로써 보강재와 플라스틱 간에 친화력을 향상시킬 수 있다. 따라서 보강재, 예컨대 개질된 보강재가 플라스틱 용융물 내에 균일하게 분산되도록 하고, 보강재와 플라스틱 간에 결합력을 향상시킬 수 있다. 개질제는 커플링제나 표면 활성화제를 의미할 수 있으며, 1개의 분자 중에 반응성이 서로 다른 2종류의 관능기를 가지고 있는 실란을 포함할 수 있다. 실란은 에탄올, 물 등과 같은 용매에 용해시켜 사용될 수 있다. 실란은 용매에 용해시키면, 수분에 의해 가수분해된 후 부분적으로 축합하여 올리고머(Oligomer) 상태, 즉 실란 올리고머로 될 수 있다. 실란 올리고머는 피처리물인 슬래그에 수소결합을 통해 흡착될 수 있다. 그리고 실란 올리고머는 후속 건조 처리를 통해 탈수축합반응하여 실록산 올리고머로 전환되어, 개질제의 내부로 침투하거나 개질제의 표면에 강고하게 부착 또는 흡착될 수 있다. 예컨대 실란은 디메틸 실란(Dimethyl silane), 디메틸 디클로로 실란(dichlorodimethylsilane), 3-아미노 프로필 트리 에톡시실란(3-amino propyl tri ethoxysilane) 등을 포함할 수 있으며, 전술한 반응을 통해 실록산 올리고머(oligoslioxane)로 전환되어, 개질제에 침투 및 흡착될 수 있다. Accordingly, a modifier for reforming the reinforcing material may be prepared (S116). The modifier may improve the affinity between the reinforcing material and the plastic by imparting to the hydrophilic reinforcing material a property similar to or identical to that of the plastic, ie, hydrophobicity. Accordingly, it is possible to uniformly disperse the reinforcing material, such as the modified reinforcing material, in the plastic melt, and improve the bonding force between the reinforcing material and the plastic. The modifier may refer to a coupling agent or a surface activator, and may include a silane having two types of functional groups having different reactivity in one molecule. Silane may be used by dissolving it in a solvent such as ethanol or water. When silane is dissolved in a solvent, it can be hydrolyzed by moisture and partially condensed to form an oligomer state, that is, a silane oligomer. The silane oligomer may be adsorbed to the slag, which is the object to be treated, through hydrogen bonding. In addition, the silane oligomer is converted into a siloxane oligomer through a dehydration condensation reaction through a subsequent drying treatment, so that it can penetrate into the inside of the modifier or strongly adhere or adsorb to the surface of the modifier. For example, the silane may include dimethyl silane, dimethyl dichlorosilane, 3-amino propyl tri ethoxysilane, etc., and a siloxane oligomer through the above-described reaction. , and can be permeated and adsorbed to the modifier.

개질제는 3-아미노 프로필 트리 에톡시실란(3-amino propyl tri ethoxysilane) 80g을 물 320g과 에탄올 20g을 혼합한 용매에 용해시켜, 산도(pH)를 4 내지 5 정도로 조절한 용액, 즉 액체 상태로 마련될 수 있다. 이와 같이 개질제를 액체 상태로 마련하면, 개질제가 용매에 용해되어 가수분해되어 보강재와 쉽게 접촉 및 반응할 수 있다. The modifier is a solution in which 80 g of 3-amino propyl tri ethoxysilane is dissolved in a solvent mixed with 320 g of water and 20 g of ethanol, and the acidity (pH) is adjusted to 4 to 5, that is, in a liquid state. can be provided. When the modifier is provided in a liquid state as described above, the modifier is dissolved in a solvent and hydrolyzed to easily contact and react with the reinforcing material.

이와 같이 성형체를 제조하기 위한 원료들이 마련되면, 슬래그와 플라스틱을 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하고, 보강재를 개질할 수 있다. 여기에서는 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하고, 보강재를 개질하는 것으로 설명하지만, 그 순서는 이에 한정되지 않는다. As such, when raw materials for manufacturing the molded body are prepared, a slag-plastic composite may be manufactured using slag and plastic, and the reinforcing material may be modified. Although it is described here that the slag-plastic composite is manufactured and the reinforcing material is modified, the order is not limited thereto.

도 3을 참조하면, 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정(S120)은, 슬래그를 가열하는 과정(S121)과, 가열된 슬래그에 플라스틱을 투입하고, 혼합하는 과정(S122)과, 슬래그 표면에 플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정(S123) 및 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시키는 과정(S124)을 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라 냉각된 슬래그-플라스틱 복합체를 파쇄하는 과정(S125)을 수행할 수도 있다. Referring to FIG. 3 , the process of manufacturing the slag-plastic composite (S120) includes a process of heating the slag (S121), a process of injecting and mixing plastic into the heated slag (S122), and a plastic on the surface of the slag. It may include a process of preparing a slag-plastic composite by attaching (S123) and a process of cooling the slag-plastic composite (S124). In addition, if necessary, the process of crushing the cooled slag-plastic composite (S125) may be performed.

먼저, 슬래그를 코팅 용기(112)에 투입하고, 제1가열 수단(114)를 이용하여 슬래그를 가열(S121)할 수 있다. 슬래그를 가열하는 동안 코팅 용기(112)를 회전시켜 슬래그를 코팅 용기(112)의 내벽에 골고루 접촉시켜 슬래그를 균일하게 가열할 수 있다. 이때, 슬래그는 플라스틱의 용융 온도 이상이고, 플라스틱이 연소되는 온도보다 낮은 온도로 가열될 수 있다. 슬래그-플라스틱 복합체를 제조할 때 사용되는 플라스틱의 종류에 따라 슬래그의 가열 온도는 달라질 수 있으나, 슬래그는 200℃ 이하 또는 150 내지 180℃ 정도로 가열될 수 있다. 슬래그의 가열 온도가 지나치게 낮으면 플라스틱이 용융되지 않아 슬래그의 표면에 부착되지 않을 수 있다. 이 경우, 슬래그의 표면 일부에만 플라스틱이 부착되거나, 슬래그의 표면에 플라스틱이 아예 부착되지 않아 슬래그-플라스틱 복합체의 제조 효율이 낮아지는 문제가 있다. 반면, 슬래그의 가열 온도가 지나치게 높으면 플라스틱이 연소 또는 탄화되어 슬래그-플라스틱 복합체를 제조할 수 없는 문제가 있다. First, the slag may be put into the coating container 112 , and the slag may be heated using the first heating means 114 ( S121 ). The slag can be uniformly heated by rotating the coating container 112 while heating the slag to evenly contact the slag with the inner wall of the coating container 112 . In this case, the slag may be heated to a temperature higher than the melting temperature of the plastic and lower than the temperature at which the plastic is burned. The heating temperature of the slag may vary depending on the type of plastic used when preparing the slag-plastic composite, but the slag may be heated to 200° C. or less or 150 to 180° C. or less. If the heating temperature of the slag is too low, the plastic may not melt and may not adhere to the surface of the slag. In this case, there is a problem in that the plastic is attached only to a part of the surface of the slag, or the plastic is not attached to the surface of the slag at all, so that the manufacturing efficiency of the slag-plastic composite is lowered. On the other hand, if the heating temperature of the slag is too high, the plastic is burned or carbonized, so there is a problem in that the slag-plastic composite cannot be manufactured.

슬래그가 플라스틱의 융점 이상의 온도로 가열되면, 코팅 용기(112)에 플라스틱, 즉 코팅용 플라스틱을 투입하여 슬래그와 혼합(S122)할 수 있다. 코팅용 플라스틱은 앞서 마련한 플라스틱 중 일부를 의미할 수 있다. 이때, 슬래그와 코팅용 플라스틱을 합한 전체 중량에 대해서, 슬래그는 90 내지 95중량% 정도로 투입되고, 코팅용 플라스틱은 5 내지 10중량% 정도로 투입될 수 있다. 코팅용 플라스틱의 투입량이 지나치게 적으면 슬래그의 표면을 충분하게 코팅할 수 없다. 이에 슬래그-플라스틱 복합체를 압출하는 과정에서 슬래그가 압출기 몸체(312)의 내면과 스크류(330)와 직접 접촉되어 압출기 몸체(312)의 내면과 스크류(330)를 마모시키는 문제가 있다. 반면, 코팅용 플라스틱의 투입량이 지나치게 많으면 슬래그-플라스틱 복합체 제조 후 코팅용 플라스틱이 덩어리로 남거나 슬래그-플라스틱 복합체를 서로 엉겨 붙게 만들 수 있다. 이 경우, 성형체 제조 시 슬래그-플라스틱 복합체가 성형체 내에 균일하게 분산되지 않기 때문에, 슬래그-플라스틱 복합체를 입자 형태로 만들기 위해 별도의 파쇄 공정을 수행(S125)해야 하므로 공정이 복잡해지는 문제가 있다. When the slag is heated to a temperature greater than or equal to the melting point of the plastic, the plastic, that is, the plastic for coating may be put into the coating container 112 and mixed with the slag (S122). The plastic for coating may refer to some of the previously prepared plastics. In this case, based on the total weight of the slag and the plastic for coating, the slag may be added in an amount of 90 to 95% by weight, and the plastic for coating may be added in an amount of 5 to 10% by weight. If the amount of the coating plastic is too small, the surface of the slag cannot be sufficiently coated. Accordingly, there is a problem in that the slag is in direct contact with the inner surface of the extruder body 312 and the screw 330 in the process of extruding the slag-plastic composite, thereby abrading the inner surface of the extruder body 312 and the screw 330 . On the other hand, if the input amount of the plastic for coating is too large, the plastic for coating may remain as a lump after the slag-plastic composite is manufactured, or the slag-plastic composite may become agglomerated with each other. In this case, since the slag-plastic composite is not uniformly dispersed in the molded body during manufacturing of the molded body, a separate crushing process must be performed (S125) to make the slag-plastic composite into particle form, thereby complicating the process.

이와 같이 코팅 용기(112)에 코팅용 플라스틱이 투입되면, 코팅 용기(112)를 회전시켜 가열된 슬래그와 코팅용 플라스틱을 상호 접촉시킬 수 있다. 이에 가열된 슬래그의 열에 의해 코팅용 플라스틱이 용융되면서 슬래그의 표면에 부착됨으로써 슬래그-플라스틱 복합체가 제조(S123)될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 것처럼 슬래그(S)의 표면에 플라스틱 코팅층(C)이 형성된 슬래그-플라스틱 복합체가 제조될 수 있다. As such, when the coating plastic is put into the coating container 112, the coating container 112 can be rotated to bring the heated slag into contact with the coating plastic. Accordingly, the plastic for coating is melted by the heat of the heated slag and adhered to the surface of the slag, whereby a slag-plastic composite may be manufactured (S123). That is, as shown in FIG. 1 , a slag-plastic composite in which a plastic coating layer (C) is formed on the surface of the slag (S) can be manufactured.

슬래그-플라스틱 복합체가 제조되면, 고온의 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각 용기에 투입하여 냉각(S124)시킬 수 있다. 이때, 냉각 용기를 회전시키면, 고온의 슬래그-플라스틱 복합체가 냉각 수단에 의해 냉각된 냉각 용기의 내면에 접촉하면서 균일하게 냉각될 수 있다. 또한, 냉각 용기가 회전함에 따라 슬래그-플라스틱 복합체가 서로 충돌하기 때문에 서로 부착되어 있던 슬래그-플라스틱 복합체가 부서지면서 슬래그-플라스틱 복합체가 입자 형태로 만들어질 수 있다. When the slag-plastic composite is prepared, the high-temperature slag-plastic composite may be put into a cooling container to cool (S124). At this time, when the cooling vessel is rotated, the high-temperature slag-plastic composite can be uniformly cooled while contacting the inner surface of the cooling vessel cooled by the cooling means. In addition, as the cooling vessel rotates, since the slag-plastic composite collides with each other, the slag-plastic composite adhered to each other is broken and the slag-plastic composite may be formed in the form of particles.

개질제를 이용하여 보강재를 개질(S130)할 수 있다. The reinforcing material may be modified ( S130 ) by using a modifier.

도 4를 참조하면, 보강재를 개질하는 과정은, 개질제, 즉 개질제를 함유하는 용액을 개질 용기(210)에 주입하는 과정(S131)과, 개질제에 보강재를 투입하여 침적시키는 과정(S132)과, 개질제 중에 보강재의 침적 상태를 유지시켜 개질제와 보강재를 반응시키는 과정(S133)과, 개질된 보강재를 회수하는 과정(S134) 및 개질된 보강재를 건조시키는 과정(S135)을 포함할 수 있다. 4, the process of reforming the reinforcing material is a process of injecting a modifier, that is, a solution containing the modifier into the reforming container 210 (S131), and a process of depositing a reinforcing material into the modifier (S132); It may include a process of reacting the modifier with the reinforcing material by maintaining the deposition state of the reinforcing material in the modifier (S133), recovering the modified reinforcing material (S134), and drying the modified reinforcing material (S135).

먼저, 개질제 공급기(220)를 이용하여 개질 용기(210)에 개질제, 즉 개질제를 함유하는 용액을 주입할 수 있다. 개질제가 개질 용기(210)에 어느 정도, 예컨대 개질 용기(210) 높이의 2/3정도 주입되면, 개질 용기(210) 내부에 보강재를 투입하여 개질제에 침적시킬 수 있다. 그리고 대기의 온도, 예컨대 상온에서 미리 설정된 시간, 예컨대 20 내지 60분 또는 30 내지 40분 동안 유지시켜, 개질제와 보강재를 반응시킬 수 있다. 이때, 별도의 교반기(미도시)를 이용하여 개질제와 보강재를 교반시킬 수도 있다. 이에 개질제와 보강재는 서로 반응하게 되고, 보강재의 내부 및 표면에는 반응에 의해 형성된 반응물, 예컨대 실록산 올리고머가 형성될 수 있다. 그리고 미리 설정된 시간이 경과하면, 개질제와 보강재를 분리하여 보강재를 선별할 수 있다. 이후, 선별된 보강재, 예컨대 개질된 보강재를 가열하여 건조시킬 수 있다. 건조 공정은 별도의 가열 장치를 이용하여 수행될 수 있으며, 개질제를 마련하는데 사용된 용매의 끓는 점 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 예컨대 용매로 끓는 점이 78℃인 에탄올을 사용한 경우, 건조 공정은 에탄올의 끓는 점보다 높은 80 내지 100℃ 또는 85 내지 95℃ 정도에서 수행될 수 있다. 그리고 용매로 끓는 점이 100℃인 물을 사용하는 경우, 건조 공정은 물의 끓는 점보다 높은 110 내지 120℃ 정도에서 수행될 수 있다. 또한, 용매로 에탄올과 물을 혼합하여 사용한 경우, 에탄올과 물의 혼합 비율에 따라 70 내지 120℃ 정도의 범위에서 건조 공정을 수행할 수 있다. 즉, 건조 공정이 수행되는 온도 범위는 개질제를 마련하는데 사용된 용매의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이와 같이 개질제와 반응한 보강재를 건조시키면, 보강재와 개질제의 반응으로 생성된 실록산 올리고머가 탈수 축합되어 보강재의 내부 및 표면에 형성될 수 있다. 이로 인해 보강재는 플라스틱과 동일한 소수성을 가질 수 있다. First, a modifier, that is, a solution containing the modifier, may be injected into the reforming container 210 using the modifier supply 220 . When the modifier is injected into the reforming vessel 210 to some extent, for example, about 2/3 of the height of the reforming vessel 210 , a reinforcing material may be introduced into the reforming vessel 210 to be deposited in the modifier. And by maintaining the atmospheric temperature, for example, at room temperature for a preset time, for example, 20 to 60 minutes or 30 to 40 minutes, the modifier and the reinforcing material may be reacted. In this case, the modifier and the reinforcing material may be stirred using a separate stirrer (not shown). Accordingly, the modifier and the reinforcing material react with each other, and a reactant formed by the reaction, for example, a siloxane oligomer may be formed on the inside and the surface of the reinforcing material. And when the preset time elapses, the reinforcing material may be selected by separating the modifier and the reinforcing material. Thereafter, the selected reinforcing material, such as the modified reinforcing material, may be dried by heating. The drying process may be performed using a separate heating device, and may be performed at a temperature greater than or equal to the boiling point of the solvent used to prepare the modifier. For example, when ethanol having a boiling point of 78° C. is used as a solvent, the drying process may be performed at about 80 to 100° C. or 85 to 95° C. higher than the boiling point of ethanol. And when water having a boiling point of 100° C. is used as a solvent, the drying process may be performed at about 110 to 120° C. higher than the boiling point of water. In addition, when ethanol and water are mixed and used as a solvent, the drying process may be performed in a range of about 70 to 120° C. depending on the mixing ratio of ethanol and water. That is, the temperature range in which the drying process is performed may be variously changed according to the type of solvent used to prepare the modifier. When the reinforcing material reacted with the modifier is dried as described above, the siloxane oligomer generated by the reaction between the reinforcing material and the modifier may be dehydrated and condensed to be formed inside and on the surface of the reinforcing material. This allows the reinforcing material to have the same hydrophobicity as the plastic.

이와 같이 슬래그-플라스틱 복합체, 개질된 보강재가 마련되면, 플라스틱, 예컨대 충진용 플라스틱과 함께 압출하여 성형체를 제조(S140)할 수 있다. As such, when the slag-plastic composite and the modified reinforcing material are prepared, the molded body may be manufactured by extruding it together with plastic, for example, plastic for filling ( S140 ).

성형체를 제조하기 위해 성형체의 원료인 슬래그-플라스틱 복합체, 개질된 보강재 및 플라스틱을 정해진 양으로 준비할 수 있다. 이때, 플라스틱, 예컨대 충진용 플라스틱은 앞서 플라스틱을 마련하는 과정에서 마련된 플라스틱 중 일부를 의미할 수 있다. 슬래그-플라스틱 복합체, 개질된 보강재 및 충진용 플라스틱을 합한 전체 중량에 대해서, 슬래그-플라스틱 복합체는 25 내지 78중량%, 개질된 보강재는 2 내지 5중량%, 충진용 플라스틱은 20 내지 70중량%로 준비할 수 있다. 또는 슬래그-플라스틱 복합체, 개질된 보강재 및 충진용 플라스틱을 합한 전체 중량에 대해서, 슬래그-플라스틱 복합체는 36 내지 57중량%, 개질된 보강재는 3 내지 4중량% , 충진용 플라스틱은 40 내지 60중량%로 준비할 수 있다. 이때, 슬래그-플라스틱 복합체의 함량이 지나치게 적으면, 슬래그에 비해 강도가 낮은 개질된 보강재나 충진용 플라스틱의 함량이 상대적으로 증가하게 되어, 이를 이용하여 제조되는 성형체의 기계적인 강도를 충분하게 확보할 수 없다. 반면, 슬래그-플라스틱 복합체의 함량이 지나치게 많으면, 개질된 보강재와 슬래그-플라스틱 복합체를 결합시키는 충진용 플라스틱의 함량이 상대적으로 감소하여 슬래그 또는 슬래그-플라스틱 복합체 간의 결합력이 저하될 수 있다. 이로 인해 성형체의 기계적인 강도를 충분하게 확보할 수 없다. 또한, 천연 섬유 또는 식물성 섬유를 포함하는 보강재의 함량이 지나치게 많으면, 보강재가 성형체 외부로 노출되기 쉽고, 이 경우 보강재가 수분 등에 의해 부식되어 성형체의 내구성을 저하시키는 문제가 있다. 슬래그-플라스틱 복합체, 개질된 보강재 및 충진용 플라스틱의 함량은 제조하고자 하는 성형체의 용도에 따라 달라질 수 있다. 예컨대 성형체가 높은 충격 강도를 요구하는 용도에 사용되면, 슬래그-플라스틱 복합체 및 개질된 보강재의 함량보다 충진용 플라스틱의 함량을 높게 조절할 수 있다. 반면, 성형체가 높은 굴곡 강도를 요구하는 용도에 사용되면, 슬래그-플라스틱 복합체와 개질된 보강재의 함량을 충진용 플라스틱의 함량을 높게 조절할 수 있다. In order to manufacture the compact, a slag-plastic composite, which is a raw material for the compact, a modified reinforcing material, and a plastic may be prepared in a predetermined amount. In this case, the plastic, for example, the plastic for filling may refer to some of the plastics prepared in the process of preparing the plastic. Based on the total weight of the slag-plastic composite, the modified reinforcing material and the filling plastic, the slag-plastic composite is 25 to 78% by weight, the modified reinforcing material is 2 to 5% by weight, and the filling plastic is 20 to 70% by weight. can be prepared or 36 to 57 wt% of the slag-plastic composite, 3 to 4 wt% of the modified reinforcing material, and 40 to 60 wt% of the plastic for filling, based on the total weight of the slag-plastic composite, the modified reinforcing material and the filling plastic can be prepared with At this time, if the content of the slag-plastic composite is too small, the content of the modified reinforcing material or the plastic for filling, which has a lower strength than that of the slag, is relatively increased. can't On the other hand, if the content of the slag-plastic composite is too large, the content of the plastic for filling that binds the modified reinforcing material and the slag-plastic composite is relatively reduced, thereby reducing the bonding force between the slag or the slag-plastic composite. For this reason, the mechanical strength of a molded object cannot fully be ensured. In addition, when the content of the reinforcing material including natural fibers or vegetable fibers is too large, the reinforcing material is easily exposed to the outside of the molded body, and in this case, the reinforcing material is corroded by moisture or the like, thereby reducing the durability of the molded body. The content of the slag-plastic composite, the modified reinforcing material, and the plastic for filling may vary depending on the use of the molded article to be manufactured. For example, when the molded article is used for a purpose requiring high impact strength, the content of the plastic filling may be higher than the content of the slag-plastic composite and the modified reinforcing material. On the other hand, when the molded article is used for a purpose requiring high flexural strength, the content of the slag-plastic composite and the modified reinforcing material can be adjusted to a high content of the plastic for filling.

슬래그의 비중은 2 내지 3 정도이고, 플라스틱과 보강재의 비중은 슬래그의 비중보다 작다. 그리고 슬래그, 보강재 및 플라스틱을 이용하여 제조되는 성형체는 슬래그의 비중보다 작고, 플라스틱이나 보강재의 비중보다 큰 비중, 예컨대 1 내지 2 정도의 비중을 가질 수 있다. 따라서 성형체의 사용 용도에 따라 슬래그, 보강재 및 플라스틱의 혼합 비율을 적절하게 조절할 수 있다. 예컨대 성형체를 습식 바닥재로 사용하는 경우, 슬래그의 함량을 증가시켜 성형체의 비중을 높임으로써 우천으로 인한 부력의 영향을 저감시킬 수 있다. The specific gravity of the slag is about 2 to 3, and the specific gravity of the plastic and the reinforcing material is smaller than the specific gravity of the slag. In addition, the molded article manufactured using the slag, the reinforcing material, and the plastic may have a specific gravity smaller than the specific gravity of the slag and greater than the specific gravity of the plastic or the reinforcing material, for example, about 1 to 2. Therefore, the mixing ratio of the slag, the reinforcing material, and the plastic can be appropriately adjusted according to the intended use of the molded body. For example, when the compact is used as a wet flooring material, the effect of buoyancy caused by rain can be reduced by increasing the specific gravity of the compact by increasing the content of slag.

이와 같이 성형체의 원료가 준비되면, 압출기 몸체(212)를 가열할 수 있다. 압출기 몸체(312)는 제2가열 수단(340)에 의해 가열될 수 있으며, 플라스틱의 융점보다 높은 온도, 예컨대 플라스틱의 융점보다 50 내지 100℃ 정도 높은 온도를 갖도록 가열될 수 있다. 예컨대 130℃ 정도의 융점을 갖는 PE를 이용하여 성형체를 제조하는 경우, 압출기 몸체(312)는 180 내지 230℃ 정도로 가열될 수 있다. 또는 240℃ 정도의 융점을 갖는 PET를 이용하여 성형체를 제조하거나 압출기 몸체(312)에 주입된 플라스틱에 PET가 함유된 경우, 압출기 몸체(312)는 290 내지 340℃ 정도로 가열될 수 있다. 그리고 압출기 몸체(312)는 원료가 주입되는 쪽의 온도가 원료가 압출되는 쪽보다 낮은 온도를 갖도록 가열될 수 있다. 이는 주입구(314) 쪽 온도가 지나치게 높으면 슬래그-플라스틱 복합체에서 코팅용 플라스틱이 쉽게 용융되기 때문이다. 이렇게 코팅용 플라스틱이 쉽게 또는 빨리 용융되면 슬래그가 노출되서 압출기 몸체(312)와 스크류(330)와 직접 접촉하게 되고, 이로 인해 압출기 몸체(312)와 스크류(330)가 마모될 수 있다. 따라서 원료의 이동방향을 따라 압출기 몸체(312)의 온도를 증가시켜 코팅용 플라스틱이 용해되는 것을 지연시킴으로써 슬래그가 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)를 마모시키는 것을 방지할 수 있다. When the raw material of the molded body is prepared in this way, the extruder body 212 may be heated. The extruder body 312 may be heated by the second heating means 340 , and may be heated to a temperature higher than the melting point of plastic, for example, 50 to 100° C. higher than the melting point of plastic. For example, when a molded body is manufactured using PE having a melting point of about 130°C, the extruder body 312 may be heated to about 180 to 230°C. Alternatively, when a molded article is manufactured using PET having a melting point of about 240° C. or PET is contained in the plastic injected into the extruder body 312, the extruder body 312 may be heated to about 290 to 340° C. And the extruder body 312 may be heated so that the temperature of the side at which the raw material is injected has a lower temperature than the side at which the raw material is extruded. This is because, if the inlet 314 side temperature is too high, the plastic for coating in the slag-plastic composite is easily melted. When the plastic for coating is melted easily or quickly in this way, the slag is exposed and comes into direct contact with the extruder body 312 and the screw 330 , which may cause the extruder body 312 and the screw 330 to be worn. Therefore, it is possible to prevent the slag from abrading the extruder body 312 and the screw 330 by increasing the temperature of the extruder body 312 along the moving direction of the raw material to delay the dissolution of the plastic for coating.

압출기 몸체(312)가 충분하게 가열되면, 슬래그-플라스틱 복합체, 개질된 보강재 및 플라스틱을 포함하는 원료 또는 혼합물을 압출기 몸체(312)의 주입구(314)에 주입할 수 있다. 원료 또는 혼합물을 압출기 몸체(312)에 주입할 때, 필요에 따라 상용화제, 자외선 안정제 및 착색제 등의 첨가제를 투입할 수도 있다. 플라스틱은 PET, PE, PP, PS 및 PC 중 한 가지의 플라스틱을 주입할 수도 있고, 두 가지 이상의 플라스틱을 주입할 수도 있다. 이러한 플라스틱은 대부분 소수성을 가지나, PET의 경우 소수성을 가지면서도 친수성을 갖는 특성이 있다. 따라서 성형체 제조 시 PET와, PE, PP, PS 및 PC 중 적어도 하나를 혼합하여 사용하는 경우, 플라스틱들끼리 잘 섞이지 않는 문제가 발생할 수 있다. 예컨대 PET는 친수성을 가지며, PE는 소수성을 갖고 있기 때문에 PET와 PE는 물과 기름처럼 잘 섞이지 않는다. 이에 PET와 PE를 용융 압출시키는 경우, PET와 PE가 잘 섞이지 않고, PET와 PE가 각각 덩어리를 형성하여 PET와 PE 사이에 계면을 형성할 수 있다. 이들을 이용하여 제조된 성형체는 PET와 PE 사이에 계면이 형성될 수 있다. 따라서 성형체는 크랙(crack)이 발생하거나 외력에 의해 파괴되기 쉽다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 물성이 서로 다른 두 가지 이상의 플라스틱을 사용하여 성형체를 제조하는 경우에는 플라스틱들끼리 서로 잘 섞이게 하는 상용화제를 사용할 수 있다. 상용화제는 서로 다른 물성을 갖는 고분자물질이 용해될 때 잘 섞이게 하기 위해 사용되며, 물과 기름을 잘 섞이게 하는 계면활성제와 같은 역할을 할 수 있다. 상용화제는 성형체가 냉각되었을 때 이종의 플라스틱 간에 계면이 형성되는 것을 억제함으로써 성형체의 강도를 더욱 높여줄 수 있다. 이러한 상용화제는 PET의 수산기(-OH), 카르복시기(-COOH)와 반응할 수 있는 에폭시 관능기 및 말레인 무수물 관능기를 포함할 수 있다. 이와 같이 상용화제는 PET와 반응하기 때문에 플라스틱에 함유되는 PET의 함량에 대해서 1 내지 5중량% 정도 사용될 수 있다. 이를 통해 서로 다른 물성을 갖는 플라스틱, 예컨대 PET와 PE을 이용하여 성형체를 제조하면, PET가 상용화제와 반응하여 PE와 유사한 성질을 갖도록 개질되기 때문에, PET와 PE 간에 계면이 형성되지 않고 균일하게 혼합될 수 있다. 이 경우, 상용화제는 PET와 반응하고, PE와는 반응하지 않으며, 성형체 내에서는 PET와 PE 사이에 위치할 수 있다. When the extruder body 312 is sufficiently heated, the raw material or mixture including the slag-plastic composite, the modified reinforcing material and the plastic may be injected into the inlet 314 of the extruder body 312 . When the raw material or mixture is injected into the extruder body 312, additives such as compatibilizers, UV stabilizers and colorants may be added as necessary. For the plastic, one of PET, PE, PP, PS and PC may be injected, or two or more plastics may be injected. Most of these plastics have hydrophobicity, but PET has hydrophobicity and hydrophilicity. Therefore, when PET and at least one of PE, PP, PS, and PC are mixed and used in manufacturing a molded article, a problem that plastics do not mix well may occur. For example, PET and PE do not mix as well as water and oil because PET has hydrophilicity and PE has hydrophobicity. Accordingly, when PET and PE are melt-extruded, PET and PE do not mix well, and PET and PE form lumps, respectively, to form an interface between PET and PE. In a molded article manufactured using these, an interface may be formed between PET and PE. Therefore, the molded body is prone to cracks or to be destroyed by external force. In order to solve this problem, in the case of manufacturing a molded article using two or more plastics having different physical properties, a compatibilizing agent that allows the plastics to mix well with each other may be used. The compatibilizer is used to mix well when high molecular substances having different physical properties are dissolved, and can act like a surfactant to mix well with water and oil. The compatibilizer may further increase the strength of the molded article by suppressing the formation of an interface between different types of plastics when the molded article is cooled. The compatibilizer may include an epoxy functional group capable of reacting with a hydroxyl group (-OH), a carboxyl group (-COOH) of PET, and a maleic anhydride functional group. As described above, since the compatibilizer reacts with PET, it may be used in an amount of 1 to 5% by weight based on the content of PET contained in the plastic. Through this, when a molded body is manufactured using plastics having different physical properties, such as PET and PE, since PET reacts with a compatibilizer and is modified to have properties similar to PE, an interface between PET and PE is not formed and is mixed uniformly can be In this case, the compatibilizer reacts with PET and does not react with PE, and may be located between PET and PE in the molded body.

또한, 성형체의 용도에 따라 착색제나 자외선 안정제 등을 추가로 사용할 수도 있다. 예컨대 미관을 위해 성형체에 색상을 부여하는 경우, 착색제를 더 사용할 수 있고, 성형체가 햇빛에 노출되는 부분에 사용되는 경우 자외선 안정제를 더 사용할 수도 있다. 이때, 첨가제는 성형체 전체를 1이라 할 때 0.01 내지 0.05중량부로 사용될 수 있다. 첨가제의 함량이 지나치게 적으면, 첨가제에 의한 효과를 충분하게 발휘할 수 없다. 반면, 첨가제의 함량이 지나치게 많으면, 첨가제 사용에 의한 비용이 증가하게 되고, 성형체 중 첨가제의 함량이 증가하여 성형체의 강도가 저하될 수 있다. In addition, depending on the use of the molded article, a colorant, an ultraviolet stabilizer, or the like may be additionally used. For example, when a color is given to the molded article for aesthetics, a colorant may be further used, and when the molded article is used in a portion exposed to sunlight, a UV stabilizer may be further used. In this case, the additive may be used in an amount of 0.01 to 0.05 parts by weight when the entire molded body is 1. When the content of the additive is too small, the effect of the additive cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, when the content of the additive is too large, the cost due to the use of the additive increases, and the content of the additive in the molded article increases, thereby reducing the strength of the molded article.

슬래그-플라스틱 복합체, 개질된 보강재 및 플라스틱 또는 슬래그-플라스틱 복합체, 개질된 보강재, 플라스틱 및 첨가제는 별도의 혼합 용기에서 혼합된 후 압출기 몸체(312)에 주입될 수도 있고, 각각이 압출기 몸체(312)에 독립적으로 주입될 수도 있다. The slag-plastic composite, modified reinforcing material and plastic or slag-plastic composite, modified reinforcing material, plastic and additive may be mixed in a separate mixing vessel and then injected into the extruder body 312, each of which is extruder body 312 can also be injected independently.

압출기 몸체(312)에 원료 또는 혼합물이 주입되면, 스크류(330)를 동작시켜 원료를 압출함으로써 성형체를 제조할 수 있다. 이때, 스크류(330)는 압출기 몸체(312)에 원료가 주입되기 이전부터 동작시킬 수도 있고, 압출기 몸체(312)에 원료가 주입됨과 동시에 동작시킬 수도 있다. 이와 같이 압출기 몸체(312)에 원료를 주입할 때, 원료 중 슬래그를 사전에 코팅용 플라스틱으로 코팅하여 주입함으로써 원료 압출 시 슬래그가 압출기 몸체(312)의 내면 및 스크류(330)와 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 슬래그, 예컨대 페로니켈 슬래그는 경도가 매우 높은 물질로 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)와 직접 접촉하면, 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)를 마모시키는 문제가 있다. 따라서 슬래그의 표면을 코팅용 플라스틱으로 코팅하여 슬래그-플라스틱 복합체 상태로 압출기 몸체(312)에 주입하면 슬래그가 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)를 마모시키는 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 이에 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)의 내구성을 향상시켜 이들의 보수 또는 교체 기간을 연장할 수 있다. 또한, 슬래그의 표면을 코팅용 플라스틱으로 코팅 또는 피복하여 충진용 플라스틱과 함께 압출하면, 코팅용 플라스틱과 충진용 플라스틱이 용융되면서 서로 쉽게 결합하게 된다. 이에 슬래그와 플라스틱 간의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다. 게다가 슬래그와 충진용 플라스틱 간의 비중 차이를 저감시켜 압출시 슬래그와 충진용 플라스틱이 분리되는 현상을 억제할 수 있고, 슬래그를 충진용 플라스틱 내에 균일하게 분산시킬 수 있다. 또한, 보강재를 개질해서 사용하면, 보강재가 플라스틱 용융물과 결합력이 좋아지고, 플라스틱 용융물 중으로 쉽게 분산될 수 있다. 이를 통해 플라스틱 용융물 중에 보강재와 슬래그, 즉 슬래그-플라스틱 복합체를 균일하게 분산시킬 수 있어, 고강도 및 고품질의 성형체를 제조할 수 있다.When the raw material or mixture is injected into the extruder body 312, the screw 330 is operated to extrude the raw material to manufacture a molded body. In this case, the screw 330 may be operated before the raw material is injected into the extruder body 312 , or may be operated simultaneously with the raw material injected into the extruder body 312 . When injecting the raw material into the extruder body 312 in this way, the slag is in direct contact with the inner surface of the extruder body 312 and the screw 330 during raw material extrusion by coating and injecting the slag among the raw materials with a plastic for coating in advance. can be prevented That is, slag, for example, ferronickel slag is a material with very high hardness, and when in direct contact with the extruder body 312 and the screw 330 , there is a problem of abrasion of the extruder body 312 and the screw 330 . Therefore, when the surface of the slag is coated with a plastic for coating and injected into the extruder body 312 in a slag-plastic composite state, the phenomenon that the slag wears the extruder body 312 and the screw 330 can be suppressed or prevented. Accordingly, by improving the durability of the extruder body 312 and the screw 330, it is possible to extend their repair or replacement period. In addition, when the surface of the slag is coated or coated with a plastic for coating and extruded together with the plastic for filling, the plastic for coating and the plastic for filling are melted and easily combined with each other. Accordingly, the bonding force between the slag and the plastic can be further improved. In addition, by reducing the difference in specific gravity between the slag and the plastic for filling, the separation of the slag and the plastic for filling during extrusion can be suppressed, and the slag can be uniformly dispersed in the plastic for filling. In addition, when the reinforcing material is modified and used, the reinforcing material has better bonding strength with the plastic melt, and can be easily dispersed in the plastic melt. Through this, the reinforcing material and the slag, that is, the slag-plastic composite, can be uniformly dispersed in the plastic melt, and thus a high-strength and high-quality molded article can be manufactured.

압출기 몸체(312)에 원료를 지속적으로 주입하고, 압출기 몸체(312)에 연결된 다이(320)를 통과시켜 성형체를 연속적으로 제조할 수 있다. 이때, 원료는 압출기 몸체(312) 내부에서 충분하게 혼합되면서 다이(320)쪽으로 이동하게 된다. 원료는 압출기 몸체(312) 내부에서 이동하면서 원료 중 플라스틱이 제2가열 수단(340)에 의해 용융될 수 있다. 이때, 압출기 몸체(312)는 플라스틱의 융점 이상의 온도를 유지할 수 있다. By continuously injecting the raw material into the extruder body 312 and passing the die 320 connected to the extruder body 312, it is possible to continuously manufacture a molded body. At this time, the raw material is sufficiently mixed inside the extruder body 312 and moves toward the die 320 . As the raw material moves inside the extruder body 312 , the plastic among the raw materials may be melted by the second heating means 340 . At this time, the extruder body 312 may maintain a temperature equal to or higher than the melting point of the plastic.

다이(320)를 통해 성형체가 압출되면, 성형체를 냉각시킨 후 절단부(400)를 이용하여 성형체를 일정한 길이 또는 목표로 하는 길이로 절단하여 도 6의 (a)에 에 도시된 바와 같은 제품을 제조할 수 있다. 이때, 성형체 또는 제품의 형상은 다이(320)의 내부 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이러한 방법으로 슬래그, 보강재 및 플라스틱을 이용하여 성형체를 대량으로 제조할 수 있다. When the molded body is extruded through the die 320, the molded body is cooled and then the molded body is cut to a predetermined length or a target length using the cutting unit 400 to manufacture a product as shown in (a) of FIG. can do. In this case, the shape of the molded body or product may be variously changed according to the inner shape of the die 320 . In this way, it is possible to mass-produce the molded body using the slag, the reinforcing material and the plastic.

이렇게 제조된 성형체는 플라스틱과, 플라스틱 내에 입자 형태로 분산되도록 배치되는 슬래그와, 슬래그 입자 사이에 배치되고 슬래그 입자보다 긴 섬유 형태의 보강재 및 보강재의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 개질제를 포함할 수 있다. 이때, 개질제의 일부는 보강재의 표면 전체 또는 일부에 배치될 수 있고, 일부는 보강재의 내부로 침투하여 배치될 수도 있다.The molded body thus produced may include a plastic, slag disposed to be dispersed in the form of particles in the plastic, a reinforcing material in the form of fibers disposed between the slag particles and longer than the slag particles, and a modifier disposed to surround at least a portion of the reinforcing material. . In this case, a part of the modifier may be disposed on the whole or part of the surface of the reinforcing material, and a part may be disposed to penetrate into the inside of the reinforcing material.

여기에서는 다이(320)를 통해 원료를 압출하여 성형체를 제조하는 방법에 대해서 설명하였으나, 다이(320)에 별도의 금형(미도시)을 연결하고, 압출된 원료, 예컨대 압출물을 금형에 주입하여 도 6의 (b)에 도시된 바와 같은 성형체 또는 제품을 제조할 수도 있다. Here, a method for manufacturing a molded body by extruding a raw material through the die 320 has been described, but a separate mold (not shown) is connected to the die 320, and the extruded raw material, such as an extrudate, is injected into the mold. It is also possible to manufacture a molded article or product as shown in Fig. 6 (b).

이와 같은 방법으로 성형체를 제조하면, 슬래그에 의해 압출기 몸체(312)와 스크류(330)가 마모되는 것을 방지하여 압출기 몸체(312)와 스크류(330)의 내구성 및 사용 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 폐기물인 슬래그 및 폐플라스틱과, 저렴하고 친환경적인 천연 섬유를 포함하는 보강재를 이용하여 건축 소재, 토목 소재 등과 같은 고부가가치 제품을 제조함으로써 폐기물에 의한 환경 오염을 저감시킬 수 있고, 건설 비용을 절감할 수 있다. When the molded body is manufactured in this way, the extruder body 312 and the screw 330 are prevented from being abraded by the slag, thereby improving the durability and service life of the extruder body 312 and the screw 330 . In addition, by manufacturing high value-added products such as building materials and civil engineering materials using reinforcing materials including slag and waste plastics, which are wastes, and inexpensive and eco-friendly natural fibers, it is possible to reduce environmental pollution caused by waste and reduce construction costs. can save

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 제조된 성형체의 기계적인 물성을 검증하기 위한 실험 예에 대해서 설명한다. Hereinafter, an experimental example for verifying the mechanical properties of the molded body manufactured by the method for manufacturing the molded body according to an embodiment of the present invention will be described.

성형체를 제조하기 위해 페로니켈 슬래그, 고로 슬래그, 보강재, 폐플라스틱 및 개질제를 마련하였다. 페로니켈 슬래그와 고로 슬래그는 평균 입자 크기가 0.15㎜ 이하를 갖도록 마련하였고, 폐플라스틱은 폐비닐을 파쇄하여 두께가 100 내지 200㎛이고, 길이 또는 폭이 2㎜ 이하가 되도록 마련하였다. 그리고 보강재는 0.1㎜ 이하의 두께를 갖고, 5㎜ 이하의 길이를 갖는 대나무 섬유를 준비하였다. 여기에서 폐플라스틱은 고밀도폴리에틸렌을 함유하는 폐비닐과 폴리프로필렌 수지를 함유하는 폐비닐을 각각 파쇄하여 준비하였다. 그리고 개질제는 3-아미노 프로필 트리 에톡시실란으로 준비하였다. 이하에서 설명하는 각 실험 예들은 동일한 조건을 갖는 슬래그, 보강재, 플라스틱 및 개질제를 이용하여 수행하였다. Ferronickel slag, blast furnace slag, reinforcing material, waste plastic, and modifier were prepared in order to manufacture a molded body. The ferronickel slag and the blast furnace slag were prepared to have an average particle size of 0.15 mm or less, and the waste plastic was prepared to have a thickness of 100 to 200 μm and a length or width of 2 mm or less by crushing waste vinyl. And the reinforcing material had a thickness of 0.1 mm or less, and prepared bamboo fibers having a length of 5 mm or less. Here, the waste plastic was prepared by crushing waste vinyl containing high-density polyethylene and waste vinyl containing polypropylene resin, respectively. And the modifier was prepared with 3-amino propyl triethoxysilane. Each of the experimental examples described below was performed using slag, a reinforcing material, a plastic, and a modifier having the same conditions.

실험 예1Experimental Example 1

페로니켈 슬래그 190g을 코팅 용기에 투입하여 170 내지 180℃ 정도로 가열한 후, 코팅 용기에 고밀도폴리에틸렌 10g을 투입하였다. 그리고 페로니켈 슬래그에 고밀도폴리에틸렌이 균일하게 부착되도록 10분간 교반하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조한 후, 냉각시켰다. After putting 190 g of ferronickel slag into a coating container and heating it to about 170 to 180° C., 10 g of high-density polyethylene was added to the coating container. Then, the slag-plastic composite was prepared by stirring for 10 minutes so that the high-density polyethylene was uniformly attached to the ferronickel slag, and then cooled.

3-아미노 프로필 트리 에톡시실란 80g을 물 320g과 에탄올 20g을 혼합한 용매에 용해시킨 후 산도(pH)를 4-5 정도로 조절하여, 액체 상태의 개질제를 마련하였다. 그리고 개질제에 대나무 섬유 80g을 투입하고, 30분간 침지시켜 개질제와 대나무 섬유를 반응시켰다. 이후, 개질제와 반응한 대나무 섬유, 즉 개질된 대나무 섬유를 선별하여 70 내지 90℃의 온도로 12시간 동안 건조시켰다. After dissolving 80 g of 3-aminopropyl triethoxysilane in a solvent mixed with 320 g of water and 20 g of ethanol, the acidity (pH) was adjusted to about 4-5 to prepare a liquid modifier. Then, 80 g of bamboo fiber was added to the modifier and immersed for 30 minutes to react the modifier with the bamboo fiber. Thereafter, the bamboo fibers reacted with the modifier, ie, the modified bamboo fibers, were selected and dried at a temperature of 70 to 90° C. for 12 hours.

이후, 슬래그-플라스틱 복합체 200g 및 고밀도폴리에틸렌 200g과, 선별된 대나무 섬유 중 24g을 압출기 몸체에 주입하여 압출하였다. 이때, 압출기 몸체의 주입구 측 온도는 170 내지 190℃로 유지하고, 다이 쪽 온도는 200 내지 230℃로 유지하였다. Then, 200 g of the slag-plastic composite, 200 g of high-density polyethylene, and 24 g of the selected bamboo fibers were injected into the extruder body and extruded. At this time, the inlet side temperature of the extruder body was maintained at 170 to 190 ℃, and the die side temperature was maintained at 200 to 230 ℃.

그리고 압출된 혼합물을 별도의 금형을 이용하여 강도 측정에 알맞은 크기의 성형체를 제조한 후, 냉각시켰다. Then, the extruded mixture was cooled using a separate mold to prepare a molded body having a size suitable for strength measurement.

실험 예2Experimental Example 2

실험 예1과 동일한 방법으로 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하고, 대나무 섬유를 개질하였다. 그리고 압출기 몸체에 슬래그-플라스틱 복합체 200g과, 개질된 대나무 섬유 24g 및 고밀도폴리에틸렌 300g을 주입하였다. 그리고 실험 예1과 동일한 방법으로 성형체를 제조하였다. A slag-plastic composite was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, and bamboo fibers were modified. Then, 200 g of slag-plastic composite, 24 g of modified bamboo fiber, and 300 g of high-density polyethylene were injected into the extruder body. And a molded article was prepared in the same manner as in Experimental Example 1.

실험 예3Experimental Example 3

실험 예1과 동일한 방법으로 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하고, 대나무 섬유를 개질하였다. 그리고 압출기 몸체에 슬래그-플라스틱 복합체 200g과, 개질된 대나무 섬유 24g 및 고밀도폴리에틸렌 400g을 주입하였다. 그리고 실험 예1과 동일한 방법으로 성형체를 제조하였다. A slag-plastic composite was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, and bamboo fibers were modified. Then, 200 g of slag-plastic composite, 24 g of modified bamboo fiber, and 400 g of high-density polyethylene were injected into the extruder body. And a molded article was prepared in the same manner as in Experimental Example 1.

실험 예4Experimental Example 4

페로니켈 슬래그 190g을 코팅 용기에 투입하여 170 내지 180℃ 정도로 가열한 후, 코팅 용기에 폴리프로필렌 수지 10g을 투입하였다. 그리고 페로니켈 슬래그에 폴리프로필렌이 균일하게 부착되도록 10분간 교반하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조한 후, 냉각시켰다. After putting 190 g of ferronickel slag into a coating container and heating it to about 170 to 180° C., 10 g of polypropylene resin was added to the coating container. Then, the slag-plastic composite was prepared by stirring for 10 minutes so that polypropylene was uniformly attached to the ferronickel slag, and then cooled.

이후, 슬래그-플라스틱 복합체 200g 및 폴리프로필렌 200g과, 개질되지 않은 대나무 섬유 24g을 압출기 몸체에 주입하여 압출하였다. 이때, 압출기 몸체의 주입구 측 온도는 170 내지 190℃로 유지하고, 다이 쪽 온도는 200 내지 230℃로 유지하였다. Then, 200 g of the slag-plastic composite and 200 g of polypropylene, and 24 g of unmodified bamboo fibers were injected into the extruder body and extruded. At this time, the inlet side temperature of the extruder body was maintained at 170 to 190 ℃, and the die side temperature was maintained at 200 to 230 ℃.

그리고 압출된 혼합물을 별도의 금형을 이용하여 강도 측정에 알맞은 크기의 성형체를 제조한 후, 냉각시켰다. Then, the extruded mixture was cooled by using a separate mold to prepare a molded body having a size suitable for strength measurement.

실험 예5 Experimental Example 5

대나무 섬유를 사용하지 않고, 실험 예1과 동일한 방법으로 성형체를 제조하였다. A molded article was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 without using bamboo fibers.

상기 실험 예1 내지 5에 의해 제조된 성형체 각각의 굴곡 강도 및 충격 강도를 측정하였다. 굴곡 강도는 KS M ISO 178에 의해 측정하였고, 충격 강도는 KS M ISO 179-1에 의해 측정하였다. 아래의 표 2는 각 성형체의 굴곡 강도 및 충격 강도를 측정한 결과를 보여주고 있다.The flexural strength and impact strength of each of the molded articles prepared by Experimental Examples 1 to 5 were measured. Flexural strength was measured according to KS M ISO 178, and impact strength was measured according to KS M ISO 179-1. Table 2 below shows the results of measuring the flexural strength and impact strength of each molded article.

슬래그 함량(g)Slag content (g) 플라스틱 함량 (g)(HDPE)Plastic content (g) (HDPE) 보강재 함량 (g) (대나무)Reinforcing material content (g) (bamboo) 슬래그-플라스틱 복합체 형성Formation of a slag-plastic complex 보강재 투입Reinforcement input 보강재 개질Reinforcement Reinforcement 굴곡강도
(MPa)flexural strength
(MPa) 충격강도
(kj/㎡)impact strength
(kj/㎡) 실험 예1Experimental Example 1 페로니켈 슬래그 190ferronickel slag 190 210210 2424 ○○ ○○ ○○ 55.655.6 5.55.5 실험 예2Experimental Example 2 페로니켈 슬래그 190ferronickel slag 190 310310 2424 ○○ ○○ ○○ 53.353.3 5.95.9 실험 예3Experimental Example 3 페로니켈 슬래그 190ferronickel slag 190 410410 2424 ○○ ○○ ○○ 51.551.5 6.46.4 실험 예4Experimental Example 4 페로니켈 슬래그 190ferronickel slag 190 210210 2424 ○○ ○○ ×× 40.540.5 4.44.4 실험 예5Experimental Example 5 페로니켈 슬래그 190ferronickel slag 190 210210 00 ○○ ×× ×× 30.330.3 2.52.5

상기 표 2를 살펴보면, 슬래그와 플라스틱을 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하고, 개질된 대나무 섬유를 이용하여 성형체를 제조한 실험 예1 내지 3은 개질되지 않은 대나무 섬유를 사용하여 성형체를 실험 예4에 비해, 성형체의 굴곡 강도 및 충격 강도가 현저하게 높게 측정된 것을 알 수 있다. 이는 실험 예1 내지 3의 경우, 플라스틱과 동일한 성질, 즉 소수성을 갖도록 대나무 섬유를 개질하여, 대나무 섬유와 플라스틱 간에 친화력이 높아졌기 때문이다. 개질된 대나무 섬유는 압출 과정에서 소수성을 가지는 플라스틱 용융물과 부착력 또는 결합력이 향상되고, 플라스틱 용융물 중으로 쉽게 혼입될 수 있다. 이에 개질된 대나무 섬유는 플라스틱 용융물 중에 균일하게 분산될 수 있으며, 플라스틱 용융물과 분리되지 않고 결합된 상태를 잘 유지할 수 있다. 그러나 실험 예4의 경우, 성질이 다른 대나무 섬유와 플라스틱이 쉽게 결합하지 못해 충분한 굴곡 강도 및 충격 강도를 발현하지 못한 것으로 판단된다. 이러한 이유로 실험 예1 내지 3에 의해 제조된 성형체는 개질되지 않은 대나무 섬유를 사용하여 성형체를 제조한 실험 예4에 비해 높은 굴곡 강도 및 충격 강도를 발현한 것으로 판단된다. 그런데 실험 예4는 대나무 섬유를 사용하지 않고 성형체를 제조한 실험 예5에 비해 굴곡 강도가 10MPa 이상 높고, 충격 강도는 2kj/㎡ 정도 높게 나타난 것을 알 수 있다. 이는 대나무 섬유, 즉 보강재가 성형체의 기계적인 강도를 높이는데 도움을 줄 수 있다는 것을 보여주고 있다. Referring to Table 2, Experimental Examples 1 to 3, in which a slag-plastic composite was prepared using slag and plastic, and a molded body was prepared using modified bamboo fiber, Experimental Example 4 In comparison, it can be seen that the flexural strength and impact strength of the molded article were significantly higher. This is because, in Experimental Examples 1 to 3, the affinity between the bamboo fibers and the plastics was increased by modifying the bamboo fibers to have the same properties as plastics, that is, to have hydrophobicity. The modified bamboo fiber has improved adhesion or bonding strength with the plastic melt having hydrophobicity during the extrusion process, and can be easily incorporated into the plastic melt. The modified bamboo fibers can be uniformly dispersed in the plastic melt, and can be well combined without being separated from the plastic melt. However, in the case of Experimental Example 4, it is judged that the bamboo fibers of different properties and plastic did not easily combine, so that sufficient flexural strength and impact strength were not expressed. For this reason, it is judged that the molded articles manufactured by Experimental Examples 1 to 3 exhibited higher flexural strength and impact strength compared to Experimental Example 4, in which the molded article was prepared using unmodified bamboo fibers. However, it can be seen that Experimental Example 4 had a flexural strength of 10 MPa or more and an impact strength of about 2 kj/m 2 higher than Experimental Example 5 in which a molded article was manufactured without using bamboo fibers. This shows that bamboo fibers, or reinforcing materials, can help to increase the mechanical strength of the molded body.

한편, 실험 예1 내지 3을 살펴보면, 실험 예1이 실험 예2 및 3에 비해 굴곡 강도는 높게 나타나고, 충격 강도는 낮게 나타난 것을 알 수 있다. 이는 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 함량에 따라 성형체의 굴곡 강도 및 충격 강도가 달라질 수 있는 것을 나타내며, 이를 통해 성형체의 용도에 따라 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 함량을 조절하면, 성형체의 굴곡 강도 및 충격 강도를 조절할 수 있음을 알 수 있다. On the other hand, looking at Experimental Examples 1 to 3, it can be seen that Experimental Example 1 showed high flexural strength and low impact strength compared to Experimental Examples 2 and 3. This indicates that the flexural strength and impact strength of the molded body may vary depending on the content of the slag-plastic composite and plastic. Through this, if the content of the slag-plastic composite and plastic is adjusted according to the use of the molded body, the flexural strength and impact of the molded body It can be seen that the intensity can be adjusted.

상기한 결과를 종합하면, 슬래그를 플라스틱으로 코팅하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하고, 플라스틱과 동일한 성질을 갖도록 보강재(대나무 섬유)를 개질하여, 성형체를 제조하면 성형체의 굴곡 강도 및 충격 강도 등과 같은 기계적인 물성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. Combining the above results, if the slag is coated with plastic to produce a slag-plastic composite, and the reinforcing material (bamboo fiber) is modified to have the same properties as plastic, and a molded body is manufactured, mechanical such as flexural strength and impact strength of the molded body It can be seen that the physical properties can be improved.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the above-described preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, and is defined by the claims to be described later. Accordingly, those of ordinary skill in the art can variously change and modify the present invention within the scope without departing from the spirit of the claims to be described later.

100: 코팅부 110: 코팅기
120: 냉각기 300: 성형부
312: 압출기 몸체 320:다이
330: 스크류 340: 제2가열 수단
400: 절단부 100: coating unit 110: coating machine
120: cooler 300: molded part
312: extruder body 320: die
330: screw 340: second heating means
400: cut part

Claims (23)

슬래그, 플라스틱, 보강재 및 개질제를 포함하는 원료를 마련하는 과정;
상기 개질제로 상기 플라스틱과 동일한 성질을 갖도록 상기 보강재를 개질하는 과정;
상기 슬래그의 적어도 일부에 상기 플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정; 및
상기 슬래그-플라스틱 복합체, 상기 플라스틱 및 개질된 보강재의 혼합물을 압출하여 성형체를 제조하는 과정;을 포함하고,
상기 보강재를 개질하는 과정은,
상기 개질제에 상기 보강재를 침적시키는 과정;
대기의 온도에서 상기 보강재와 상기 개질제를 반응시키는 과정; 및
상기 개질제와 반응한 보강재를 건조시키는 과정;을 포함하는 성형체 제조방법. preparing a raw material including slag, plastic, reinforcing material and modifier;
modifying the reinforcing material to have the same properties as the plastic with the modifying agent;
attaching the plastic to at least a portion of the slag to prepare a slag-plastic composite; and
The slag-plastic composite, the process of extruding a mixture of the plastic and the modified reinforcing material to manufacture a molded body;
The process of reforming the reinforcement is,
dipping the reinforcing material in the modifier;
reacting the reinforcing material and the modifier at ambient temperature; and
A method of manufacturing a molded body comprising a; drying the reinforcing material reacted with the modifier. 청구항 1에 있어서,
상기 원료를 마련하는 과정은 슬래그의 CaO 함량을 조정하는 성분 조정 과정을 포함하는 성형체 제조방법.The method according to claim 1,
The process of preparing the raw material is a molding method including a component adjustment process for adjusting the CaO content of the slag. 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 원료를 마련하는 과정은,
폐플라스틱을 수집하는 과정; 및
상기 폐플라스틱을 파쇄하는 과정;을 포함하는 성형체 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
The process of preparing the raw material,
the process of collecting waste plastics; and
The process of crushing the waste plastic; molded body manufacturing method comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 원료를 마련하는 과정은,
상기 개질제를 용액 상태로 마련하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. The method according to claim 1,
The process of preparing the raw material,
A method for manufacturing a molded body comprising the step of preparing the modifier in a solution state. 청구항 4에 있어서,
상기 원료를 마련하는 과정은,
상기 개질제를 용매에 용해시켜 상기 개질제를 함유하는 용액을 제조하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. 5. The method according to claim 4,
The process of preparing the raw material,
and dissolving the modifier in a solvent to prepare a solution containing the modifier. 청구항 1에 있어서,
상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은,
상기 플라스틱의 융점 이상의 온도를 갖도록 상기 슬래그를 가열하는 과정;
가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 투입하는 과정; 및
상기 가열된 슬래그의 표면에 플라스틱을 부착시키는 과정;을 포함하는 성형체 제조방법. The method according to claim 1,
The process of preparing the slag-plastic composite is,
heating the slag to have a temperature above the melting point of the plastic;
adding the plastic to the heated slag; and
A method of manufacturing a molded body comprising a; the process of attaching a plastic to the surface of the heated slag. 청구항 6에 있어서,
상기 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 투입하는 과정은,
상기 가열된 슬래그와 상기 플라스틱을 합한 전체에 대해서, 5 내지 10중량%의 플라스틱을 투입하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. 7. The method of claim 6,
The process of injecting the plastic into the heated slag,
A method of manufacturing a molded body comprising the step of adding 5 to 10% by weight of plastic to the total of the heated slag and the plastic. 청구항 6에 있어서,
상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은,
상기 가열된 슬래그의 온도를 상기 플라스틱의 융점 이상의 온도로 유지하는 과정;
상기 가열된 슬래그와 상기 플라스틱을 교반하여 상기 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 접촉시키고, 상기 가열된 슬래그의 열을 이용하여 상기 플라스틱을 용융시키는 과정; 및
상기 가열된 슬래그의 표면에 용융된 플라스틱을 부착시키는 과정;을 포함하는 성형체 제조방법.7. The method of claim 6,
The process of preparing the slag-plastic composite is,
maintaining the temperature of the heated slag at a temperature greater than or equal to the melting point of the plastic;
agitating the heated slag and the plastic, bringing the plastic into contact with the heated slag, and melting the plastic using the heat of the heated slag; and
A method of manufacturing a molded body comprising a; the process of attaching molten plastic to the surface of the heated slag. 청구항 8에 있어서,
상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은,
상기 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시키는 과정 및 상기 슬래그-플라스틱 복합체를 파쇄하는 과정 중 적어도 하나를 포함하는 성형체 제조방법.9. The method of claim 8,
The process of preparing the slag-plastic composite is,
A method for manufacturing a molded body comprising at least one of a step of cooling the slag-plastic composite and a step of crushing the slag-plastic composite. 삭제delete 청구항 4 또는 5에 있어서,
상기 보강재를 개질하는 과정은,
상기 보강재에 소수성을 부여하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법.6. The method of claim 4 or 5,
The process of reforming the reinforcement is,
A method for manufacturing a molded body comprising the step of imparting hydrophobicity to the reinforcing material. 청구항 1에 있어서,
상기 성형체를 제조하는 과정은,
상기 슬래그-플라스틱 복합체, 상기 개질된 보강재 및 상기 플라스틱을 합한 전체에 대해서, 2 내지 5중량%의 개질된 보강재를 마련하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. The method according to claim 1,
The process of manufacturing the molded body,
The slag-plastic composite, the modified reinforcing material, and the molded body manufacturing method comprising the step of providing 2 to 5% by weight of the modified reinforcing material with respect to the total sum of the plastic. 청구항 12에 있어서,
상기 성형체를 제조하는 과정은, 상용화제, 착색제 및 자외선 안정제 중 적어도 하나를 투입하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. 13. The method of claim 12,
The process of manufacturing the molded body includes a process of adding at least one of a compatibilizer, a colorant, and a UV stabilizer. 청구항 1에 있어서,
상기 원료를 마련하는 과정은,
페로니켈 용강을 제조하는 과정에서 발생하는 페로니켈 슬래그를 마련하는 과정과,
대나무 섬유를 마련하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. The method according to claim 1,
The process of preparing the raw material,
The process of preparing ferronickel slag generated in the process of manufacturing ferronickel molten steel;
A method for manufacturing a molded body comprising the process of preparing bamboo fibers. 플라스틱;
상기 플라스틱 내에 입자 형태로 분산되도록 배치되는 슬래그;
슬래그 입자 사이에 배치되고, 상기 슬래그 입자보다 긴 섬유 형태의 보강재; 및
상기 보강재의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 개질제;를 포함하고,
상기 보강재는 식물성 섬유를 포함하는 성형체.plastic;
slag disposed to be dispersed in the form of particles in the plastic;
a reinforcing material in the form of fibers disposed between the slag particles and longer than the slag particles; and
Including; a modifier disposed to surround at least a portion of the reinforcing material;
The reinforcing material is a molded article comprising vegetable fibers. 청구항 15에 있어서,
상기 슬래그는 상기 슬래그 전체에 대해서 10중량% 이하의 CaO를 함유하는 성형체. 16. The method of claim 15,
The slag is a molded article containing 10% by weight or less of CaO based on the total amount of the slag. 청구항 16에 있어서,
상기 슬래그는 고로 슬래그, 제강 슬래그 및 페로니켈 슬래그 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 플라스틱은 폐플라스틱을 포함하는 성형체. 17. The method of claim 16,
The slag includes at least one of blast furnace slag, steelmaking slag and ferronickel slag,
The plastic is a molded body including waste plastic. 청구항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬래그는 각이 진 다면체 입자를 포함하는 성형체.18. The method according to any one of claims 15 to 17,
The slag is a molded body comprising angled polyhedral particles. 청구항 18에 있어서,
상기 슬래그의 입자 크기는 0.01 내지 0.15㎜이고,
상기 보강재는 직경이 0.01 내지 0.2㎜이고, 길이가 0.2 내지 10㎜인 성형체.19. The method of claim 18,
The particle size of the slag is 0.01 to 0.15 mm,
The reinforcing material is a molded article having a diameter of 0.01 to 0.2 mm and a length of 0.2 to 10 mm. 삭제delete 청구항 18에 있어서,
상기 보강재는 대나무 섬유를 포함하는 성형체.19. The method of claim 18,
The reinforcing material is a molded article comprising bamboo fibers. 청구항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate, PET), 폴리에틸렌(PolyEthylene, PE), 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP), 폴리스타이렌(PolyStyrene, PS) 및 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC) 중 적어도 하나를 포함하는 성형체. 18. The method according to any one of claims 15 to 17,
The plastic is a molded article comprising at least one of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PolyEthylene, PE), polypropylene (PolyPropylene, PP), polystyrene (PolyStyrene, PS) and polycarbonate (PolyCarbonate, PC). 청구항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate, PET), 폴리에틸렌(PolyEthylene, PE), 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP), 폴리스타이렌(PolyStyrene, PS) 및 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC) 중 둘 이상을 포함하고,
둘 이상의 플라스틱 사이에 위치하는 상용화제를 더 포함하는 성형체. 18. The method according to any one of claims 15 to 17,
The plastic includes at least two of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PolyEthylene, PE), polypropylene (PolyPropylene, PP), polystyrene (PS) and polycarbonate (PolyCarbonate, PC),
A molded article further comprising a compatibilizer positioned between two or more plastics.
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