KR102645523B1 - Method for manufacturing recycled polypropylene composite material for automobile parts - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, a) 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 및 b) 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유 및 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계;를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing recycled polypropylene composite material for automobile parts. More specifically, a) pulverizing a recycled polypropylene compound material containing polypropylene and glass fiber to produce pulverized material; and b) adding new glass fibers and a compatibilizer equal to the amount of glass fibers lost in the grinding process to the pulverized material, mixing them, and then melting and extruding them. will be.
Description
본 발명은 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 원료로 사용하여 자동차 언더커버에 적용할 수 있는 인장강도 및 충격강도를 갖는 재생 폴리프로필렌 복합소재를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing recycled polypropylene composite material for automobile parts. More specifically, it relates to a method of manufacturing a recycled polypropylene composite material with tensile strength and impact strength that can be applied to automobile undercovers by using recycled polypropylene compound material containing glass fiber as a raw material.
자동차의 연비효율을 높이기 위한 경량화의 연구가 지속적으로 추진되고 있다. 기존에 금속 제품이던 것이 가벼운 플라스틱 제품으로 대체 개발되고 있다.Research into lightweighting to increase the fuel efficiency of automobiles is continuously being promoted. Light plastic products are being developed to replace existing metal products.
이 중, 폴리프로필렌 수지와 유리섬유가 혼합된 컴파운드 소재는 생산 중 유리섬유의 비산 등에 따른 문제와 유리섬유의 소실에 따라 기계적인 물성의 감소 등의 문제가 발생하여 재활용이 쉽지 않은 상황이다.Among these, compound materials that are a mixture of polypropylene resin and glass fiber are not easy to recycle due to problems such as scattering of glass fibers during production and a decrease in mechanical properties due to loss of glass fibers.
또한, 자동차 부품용으로 사용하기 위해서는 요구되는 기계적인 강도가 만족되어야 하는데, 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 사용하는 경우는 분쇄 과정에서 유리섬유가 비산되어 소실되므로 강도가 저하될 수 있다.In addition, in order to use it for automobile parts, the required mechanical strength must be satisfied, but when recycled polypropylene compound material is used, the strength may be reduced because the glass fibers are scattered and lost during the grinding process.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구가 필요하였다.Therefore, research was needed to solve these problems.
본 발명의 일 과제는 폴리프로필렌과 유리섬유가 혼합된 폐자재를 재활용하여 자동차 부품용으로 재활용할 수 있는 기계적인 물성을 갖는 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법을 제공하고자 한다.One object of the present invention is to provide a method for manufacturing a recycled polypropylene composite material with mechanical properties that can be recycled for automobile parts by recycling waste materials mixed with polypropylene and glass fiber.
또 다른 과제는 폴리프로필렌과 유리섬유가 혼합된 폐자재를 재활용하기 위하여 분쇄 시 유리섬유가 비산되는 것을 방지하고, 용융압출 공정을 거치면서 물성이 저하되는 것을 해결하는 새로운 제조방법을 제공하고, 생산성을 더욱 향상시키는 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법을 제공하고자 한다.Another task is to prevent glass fibers from scattering during crushing in order to recycle waste materials mixed with polypropylene and glass fibers, provide a new manufacturing method to solve the deterioration of physical properties during the melt extrusion process, and improve productivity. The aim is to provide a manufacturing method of recycled polypropylene composite material that further improves.
본 발명의 일 양태는 a) 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 및One aspect of the present invention includes the steps of a) pulverizing a recycled polypropylene compound material containing polypropylene and glass fiber to produce pulverized material; and
b) 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유를 첨가하고, 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계;b) Adding new glass fibers equivalent to the amount of glass fibers lost in the grinding process to the pulverized material, adding a compatibilizer grafted with an unsaturated carboxylic acid or acid anhydride to polypropylene resin, mixing, and then melting and extruding. ;
를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method of manufacturing a recycled polypropylene composite material for automobile parts comprising a.
본 발명의 또 다른 양태는 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 재활용한 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재에 관한 것이다. 보다 구체적으로 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄한 분쇄물과 신재 유리섬유 및 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a recycled polypropylene composite material for automobile parts made by recycling recycled polypropylene compound material containing polypropylene and glass fiber. More specifically, regenerated material for automobile parts containing pulverized recycled polypropylene compound material containing polypropylene and glass fiber and a compatibilizer grafted with unsaturated carboxylic acid or acid anhydride to new glass fiber and polypropylene resin. It is about polypropylene composite material.
본 발명에 따른 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법은 유리섬유의 비산을 최소화하여 작업성이 향상되며, 자동차용 부품으로 사용하기에 적합한 인장강도와 충격강도를 갖는 재생 폴리프로필렌 복합소재를 제조할 수 있는 효과가 있다.The method for manufacturing recycled polypropylene composite material according to the present invention improves workability by minimizing scattering of glass fibers, and can produce recycled polypropylene composite material with tensile strength and impact strength suitable for use as automobile parts. There is an effect.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail. However, the following specific examples or examples are only a reference for explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. Additionally, unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. The terminology used in the description herein is merely to effectively describe specific embodiments and is not intended to limit the invention.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. Additionally, as used in the specification and the appended claims, the singular forms “a,” “an,” and “the” are intended to also include the plural forms, unless the context clearly dictates otherwise.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Additionally, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
본 발명의 일 양태는 a) 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 및One aspect of the present invention includes the steps of a) pulverizing a recycled polypropylene compound material containing polypropylene and glass fiber to produce pulverized material; and
b) 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유를 첨가하고, 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계;b) Adding new glass fibers equivalent to the amount of glass fibers lost in the grinding process to the pulverized material, adding a compatibilizer grafted with an unsaturated carboxylic acid or acid anhydride to polypropylene resin, mixing, and then melting and extruding. ;
를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법이다.This is a method of manufacturing a recycled polypropylene composite material for automobile parts containing.
일 양태로, 상기 a)단계에서 분쇄 시 분쇄기의 칼날의 마모에 의해 발생하는 자성물질을 제거하는 과정을 포함하는 것일 수 있다.In one aspect, step a) may include a process of removing magnetic material generated by wear of the blade of the grinder during grinding.
일 양태로, 상기 a)단계는 유리섬유의 비산을 방지하기 위하여 밀폐된 분쇄기 내에서 수행되며, 상기 분쇄기로부터 배출되는 분쇄물을 덮개가 설치된 컨베이어를 통해 상기 b)단계의 압출기로 이송하고, 상기 컨베이어에 연결된 측면공급기를 통하여 신재 유리섬유 및 상용화제를 첨가하는 것일 수 있다.In one aspect, step a) is performed in a sealed pulverizer to prevent glass fibers from scattering, and the pulverized material discharged from the pulverizer is transferred to the extruder of step b) through a conveyor equipped with a cover, New glass fiber and compatibilizer may be added through a side feeder connected to the conveyor.
이하는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 양태에서, 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재는 폐자재로 발생하는 것을 사용한다. 보다 구체적으로, 폴리프로필렌 수지와 유리섬유가 포함된 폐자재를 의미한다. 더욱 좋게는 폴리프로필렌 70 내지 90 중량%와 유리섬유 10 내지 30 중량%가 혼합된 것일 수 있다. 이러한 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 재활용하기 위해서는 분쇄를 하여야 하는데, 분쇄 시 유리가루가 비산되어 생산에 어려움이 있으며, 또한 분쇄된 분쇄물을 그대로 재활용하는 경우는 물성이 저하되어 자동차 부품에 적용하는데 한계가 있었다.In one aspect of the present invention, recycled polypropylene compound material is used that occurs as waste material. More specifically, it refers to waste materials containing polypropylene resin and glass fiber. More preferably, it may be a mixture of 70 to 90% by weight of polypropylene and 10 to 30% by weight of glass fiber. In order to recycle this recycled polypropylene compound material, it must be pulverized, but during pulverization, glass powder scatters, making production difficult. In addition, if the pulverized material is recycled as is, its physical properties deteriorate, limiting its application to automobile parts. there was.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 연구한 결과, 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 재활용하기 위하여 분쇄하는 과정에서부터 용융압출하는 과정을 모두 밀폐가 가능하도록 설계하고, 또한 분쇄에 의해 저하되는 기계적인 물성을 보완하기 위하여 분쇄 시 소실되는 양 만큼 신재 유리섬유를 첨가하고, 상용화제를 첨가함으로써, 신재 수지와 신재 유리섬유를 혼합한 것과 같은 우수한 물성을 발현할 수 있음을 발견하여 완성하였다.As a result of research to solve these problems, the entire process from grinding to melt extrusion was designed to be sealed in order to recycle recycled polypropylene compound materials, and grinding was designed to compensate for the mechanical properties deteriorated by grinding. It was completed by discovering that by adding new glass fiber in the amount that is lost during the process and adding a compatibilizer, excellent physical properties similar to those of a mixture of new resin and new glass fiber can be achieved.
먼저, 본 발명의 a)단계에 대하여 설명한다.First, step a) of the present invention will be described.
상기 a)단계는 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계이다.Step a) is a step of producing pulverized material by pulverizing recycled polypropylene compound material containing polypropylene and glass fiber.
이때 상기 폴리프로필렌 및 유리섬유를 포함하는 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재는 제한되는 것은 아니지만 폴리프로필렌 70 내지 90 중량%와 유리섬유 10 내지 30 중량%가 혼합된 것일 수 있다. 또한 가전제품 등에 사용된 것일 수 있으며, 예를 들면 세탁기 드럼통 스크랩 등으로 사용되던 것일 수 있다. 상기 유리섬유의 함량이 10 내지 30 중량%인 범위에서 자동차 부품용 소재에 적용하기에 적합한 인장강도 및 충격강도 등의 기계적인 물성을 발현하기에 적합하다. 유리섬유의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우는 인장강도는 향상되지만 신율 및 충격강도가 감소될 수 있다.At this time, the recycled polypropylene compound material containing polypropylene and glass fiber is not limited, but may be a mixture of 70 to 90% by weight of polypropylene and 10 to 30% by weight of glass fiber. It may also be used in home appliances, etc., for example, as washing machine drum scrap. When the content of the glass fiber is in the range of 10 to 30% by weight, it is suitable for developing mechanical properties such as tensile strength and impact strength suitable for application to materials for automobile parts. If the glass fiber content exceeds 30% by weight, tensile strength is improved, but elongation and impact strength may be reduced.
상기 분쇄는 유리섬유가 비산되는 것을 방지하기 위하여 밀폐된 분쇄기 내에서 수행된다. 즉, 덮개가 설치된 분쇄기 내에서 분쇄되는 것이 바람직하다. 또한, 분쇄 시 분쇄기 칼날의 마모에 의해 발생하는 자성물질을 제거하는 과정을 포함하는 것이 자동차 부품용 소재에 적용하기에 적합하므로 바람직하다. 구체적으로 자성물질을 제거하기 위하여 분쇄 시 분쇄기 내에 네오븀 등의 자석을 설치하여 자성물질을 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 자성물질의 제거를 위하여 후술되는 b)단계의 압출기의 투입구에도 자석을 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 자석을 설치하여 자성물질을 제거함으로써 자동차 소재에 적합한 복합소재를 제공할 수 있다.The grinding is performed in a closed grinder to prevent the glass fibers from scattering. That is, it is preferable that the grinding is carried out in a shredder with a cover installed. In addition, it is preferable to include a process of removing magnetic substances generated by wear of the grinder blade during grinding because it is suitable for application to materials for automobile parts. Specifically, in order to remove magnetic substances, it is desirable to install a magnet such as neobium in the grinder to remove the magnetic substances. Additionally, in order to remove the magnetic material, it is desirable to install a magnet at the inlet of the extruder in step b), which will be described later. In this way, by installing a magnet to remove the magnetic material, a composite material suitable for automobile materials can be provided.
상기 a)단계에서 상기 분쇄를 하여 제조된 분쇄물은 덮개가 설치된 컨베이어를 통해 상기 b)단계의 압출기로 이송한다. The pulverized product prepared by grinding in step a) is transferred to the extruder in step b) through a conveyor equipped with a cover.
다음으로 상기 b)단계에 대하여 설명한다. Next, step b) above will be explained.
상기 b)단계는 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유를 첨가하고, 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계이다.In step b), new glass fibers equal to the amount of glass fibers lost during the grinding process are added to the pulverized material, and a compatibilizer grafted with an unsaturated carboxylic acid or acid anhydride to the polypropylene resin is added, mixed, and then melted. This is the extrusion step.
이때, 상기 a)단계에서 분쇄된 분쇄물이 이송되는 컨베이어에 연결된 측면공급기(사이드 피더)를 통하여 신재 유리섬유 및 상용화제를 첨가한다. 구체적으로 분쇄기의 하단으로 분쇄물이 배출되고 배출된 분쇄물은 덮개에 의해 비산이 방지된 컨베이어를 따라 압출기의 투입구까지 이송되며, 상기 컨베이어의 일부분에서 측면 공급기에 의해 일정량으로 계량된 신재 유리섬유 및 상용화제가 투입되어 상기 분쇄물과 함께 압출기의 투입구로 이송된다. 상기 신재 유리섬유와 상용화제는 하나의 측면공급기에서 투입되는 것도 가능하지만, 각각 계량된 양을 정량 투입하기 용이하도록 하기 위해서는 각각의 측면공급기로부터 투입되는 것이 바람직하다. At this time, new glass fiber and compatibilizer are added through a side feeder connected to the conveyor through which the pulverized material is transferred in step a). Specifically, the pulverized material is discharged to the bottom of the crusher, and the discharged pulverized material is transported to the inlet of the extruder along a conveyor prevented from scattering by a cover, and new glass fibers and A compatibilizer is added and transferred to the inlet of the extruder together with the pulverized material. Although the new glass fiber and the compatibilizer can be fed from one side feeder, it is preferable that they be fed from each side feeder in order to facilitate the metered amount of each.
또한 상기 측면공급기는 정량 투입하기 위하여 정량공급기가 설치된 것일 수 있다.Additionally, the side feeder may be equipped with a fixed-quantity feeder to supply a fixed amount.
본 발명의 일 양태에서, 상기 신재 유리섬유는 길이가 1 내지 10 mm이고, 직경이 1 내지 20 ㎛인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, the new glass fiber may have a length of 1 to 10 mm and a diameter of 1 to 20 ㎛, but is not limited thereto.
상기 신재 유리섬유의 투입량은 상기 a)단계에서 분쇄에 의해 원래 폐자재가 갖고 있던 유리섬유에 비해 소실된 양 만큼을 추가하는 것이 바람직하다. 즉, 원래 폐자재가 갖고 있던 유리섬유 함량이 20 중량%인 경우, 분쇄물 내에 유리섬유 함량은 18 중량%로 2 중량% 정도의 손실이 발생한다. 따라서 이러한 소실되는 함량만큼 신재 유리섬유를 더 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나 이러한 신재 유리섬유가 더 첨가되어도 여전히 인장강도 및 충격강도는 신재 수지 및 신재 유리섬유를 사용하는 것에 비하여 감소되는 문제가 있으나, 본 발명에서는 상용화제를 첨가함으로써 인장강도 및 충격강도를 높일 수 있음을 확인하였다.It is preferable that the input amount of the new glass fiber is equal to the amount lost compared to the glass fiber originally contained in the waste material due to pulverization in step a). That is, if the original waste material had a glass fiber content of 20% by weight, the glass fiber content in the pulverized material was 18% by weight, resulting in a loss of about 2% by weight. Therefore, it is desirable to add more new glass fiber to equal the amount lost. However, even if these new glass fibers are added, there is still a problem that the tensile strength and impact strength are reduced compared to using new resin and new glass fiber. However, in the present invention, the tensile strength and impact strength can be increased by adding a compatibilizer. was confirmed.
상기 상용화제는 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 것을 사용함으로써 목적으로 하는 인장강도 및 충격강도 등의 기계적인 물성을 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 상용화제는 카르복실산 또는 산무수물이 0.5 내지 5 중량%로 그라프트된 폴리프로필렌 단독중합체 또는 공중합체인 것일 수 있으며, 230℃, 2.16kg에서 측정된 용융지수가 100 내지 200 g/10분인 것일 수 있다. 상기 물성을 만족하는 범위에서 주성분인 재생 폴리프로필렌 수지와의 혼화성이 증대되고 인장강도 및 충격강도 등의 기계적인 물성을 더욱 향상시킬 수 있다. 더욱 좋게는 무수말레인산이 그라프트 된 변성폴리프로필렌인 것일 수 있다. 상기 상용화제의 함량은 상기 분쇄물의 함량 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부, 더욱 좋게는 0.5 내지 3 중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 물성의 저하 없이 유리섬유와 수지간의 상용성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 인장강도 및 충격강도가 우수한 소재를 제조할 수 있다.The compatibilizer can improve mechanical properties such as desired tensile strength and impact strength by using unsaturated carboxylic acid or acid anhydride grafted onto polypropylene resin. More specifically, the compatibilizer may be a polypropylene homopolymer or copolymer grafted with 0.5 to 5% by weight of carboxylic acid or acid anhydride, and has a melt index of 100 to 200 g/10 measured at 230°C and 2.16 kg. It may be a person. In the range that satisfies the above physical properties, miscibility with the main component, recycled polypropylene resin, increases and mechanical properties such as tensile strength and impact strength can be further improved. Even better, it may be modified polypropylene grafted with maleic anhydride. The content of the compatibilizer is preferably used in the range of 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.5 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the pulverized material. Within the above range, compatibility between glass fiber and resin can be further improved without deterioration of physical properties, and materials with excellent tensile strength and impact strength can be manufactured.
이밖에도 필요에 따라서 안료, 착색제, 보강재, 장기내열안정제, 대전방지제, 활제 및 난연제 등으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.In addition, if necessary, one or more additives selected from pigments, colorants, reinforcing materials, long-term heat stabilizers, antistatic agents, lubricants, and flame retardants may be further included.
다음은 본 발명의 제조방법으로 제조된 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재에 대하여 설명한다.Next, the recycled polypropylene composite material for automobile parts manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.
본 발명에 따른 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재는 재생 원료를 사용함에도 불구하고 ASTM D7348에 따른 애쉬함량이 10 내지 30 %이며, ASTM D638에 따른 인장강도가 40 내지 50 MPa이고, ASTM D638에 따른 신율이 3 내지 5 %이며, ASTM D256에 따른 IZOD 충격강도가 30 내지 50 J/M 이고, ASTM D792에 따른 비중이 1 내지 3 g/cm3인 물성을 모두 만족한다. Despite using recycled raw materials, the recycled polypropylene composite material for automobile parts according to the present invention has an ash content of 10 to 30% according to ASTM D7348, a tensile strength of 40 to 50 MPa according to ASTM D638, and a tensile strength according to ASTM D638. The elongation is 3 to 5%, the IZOD impact strength is 30 to 50 J/M according to ASTM D256, and the specific gravity is 1 to 3 g/cm 3 according to ASTM D792.
이러한 물성은 신재 프로필렌과 신재 유리섬유를 사용하는 것과 동등 유사한 물성으로 본 발명은 재생 원료를 사용함에도 불구하고 우수한 물성을 갖는 복합소재를 제공할 수 있다.These physical properties are equivalent to those using new propylene and new glass fiber, and the present invention can provide a composite material with excellent physical properties despite using recycled raw materials.
본 발명에 따른 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재는 자동차 엔진 언더커버 등에 적합하게 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The recycled polypropylene composite material for automobile parts according to the present invention can be suitably used for automobile engine undercovers, etc., but is not limited thereto.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail below based on examples and comparative examples. However, the following Examples and Comparative Examples are only one example to explain the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following Examples and Comparative Examples.
[실시예 1][Example 1]
폴리프로필렌 80 중량%와 유리섬유 20 중량%로 생산된 세탁기 드럼통으로 사용되었던 스크랩을 폐자재로 사용하였다. Scraps used as washing machine drums produced with 80% by weight of polypropylene and 20% by weight of glass fiber were used as waste materials.
상기 폐자재를 덮게가 설치된 분쇄기 내에서 분쇄하였다. 그 결과 유리섬유 함량이 18 중량%인 분쇄물이 얻어졌다. 상기 분쇄기의 하부로부터 배출된 분쇄물은 덮게가 설치된 컨베이어를 따라 압출기의 투입구로 이송하였다. 이때 상기 컨베이어에 연결된 사이드피더에서 2 중량%의 신재 유리섬유(l/d= 3 mm/10 ㎛)를 투입하고, 또 다른 사이드피더에서 상용화제로 무수말레인산이 1 중량% 그라프트 된 변성폴리프로필렌 수지(230℃, 2.16Kg에서 측정된 MI가 105 ℃)를 상기 분쇄물 100 중량부에 대하여, 1 중량부로 첨가하였다.The waste material was pulverized in a shredder equipped with a cover. As a result, pulverized material with a glass fiber content of 18% by weight was obtained. The pulverized material discharged from the lower part of the pulverizer was transferred to the inlet of the extruder along a conveyor equipped with a cover. At this time, 2% by weight of new glass fiber (l/d = 3 mm/10 ㎛) was introduced from a side feeder connected to the conveyor, and a modified polypropylene resin was grafted with 1% by weight of maleic anhydride as a compatibilizer in another side feeder. (MI measured at 230°C and 2.16Kg was 105°C) was added in an amount of 1 part by weight based on 100 parts by weight of the pulverized material.
다음으로 압출기로 70mm twin screw 압출기로서 동방향 회전 타입의 압출기에서 용융압출하여 압출물을 제조하였다. 스크린 메쉬를 통해 이물을 제거한 후. 다이스를 통과한 스트랜드는 수조에서 냉각과 공기에서의 냉각을 거쳐 펠렛 절단기에서 2mm크기로 절단하였다. 이후 사이즈 선별기를 통과한 후 사일로에 저장하였다.Next, the extrudate was manufactured by melt extrusion using a 70mm twin screw extruder of a co-rotating type extruder. After removing foreign matter through the screen mesh. The strand that passed through the die was cooled in a water bath and cooled in air, and then cut to a size of 2 mm in a pellet cutter. Afterwards, it passed through a size sorter and was stored in a silo.
상기 분쇄기, 압출기 투입구 및 사일로에는 네오븀 자석(10,000Gauss)을 설치하여 자성물질을 제거하였다.Neobium magnets (10,000 Gauss) were installed in the crusher, extruder inlet, and silo to remove magnetic materials.
제조된 복합소재의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the manufactured composite material were evaluated and are shown in Table 1 below.
[실시예 2][Example 2]
상기 실시예 1에서 상용화제의 함량을 2 중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as Example 1, except that the content of the compatibilizer was changed to 2 parts by weight.
제조된 복합소재의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the manufactured composite material were evaluated and are shown in Table 1 below.
[실시예 3][Example 3]
상기 실시예 1에서 상용화제의 함량을 3 중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as Example 1, except that the content of the compatibilizer was changed to 3 parts by weight.
제조된 복합소재의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the manufactured composite material were evaluated and are shown in Table 1 below.
[비교예 1][Comparative Example 1]
폐자재를 사용하지 않고, 신재 폴리프로필렌 수지 80 중량%와 신재 유리섬유 20 중량%를 압출기에 투입하여 용융압출하여 압출물을 제조하였다. 스크린 메쉬를 통해 이물을 제거한 후. 다이스를 통과한 스트랜드는 수조에서 냉각과 공기에서의 냉각을 거쳐 펠렛 절단기에서 2mm크기로 절단하였다. 이후 사이즈 선별기를 통과한 후 사일로에 저장하였다.Without using waste materials, 80% by weight of new polypropylene resin and 20% by weight of new glass fiber were put into an extruder and melt-extruded to produce an extrudate. After removing foreign matter through the screen mesh. The strand that passed through the die was cooled in a water bath and cooled in air, and then cut to a size of 2 mm in a pellet cutter. Afterwards, it passed through a size sorter and was stored in a silo.
제조된 복합소재의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the manufactured composite material were evaluated and are shown in Table 1 below.
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 상용화제의 함량이 증가할수록 인장강도가 향상되었으며, 신율 및 충격강도가 향상되는 것을 확인하였다.As shown in Table 1, it was confirmed that as the content of the compatibilizer increased, the tensile strength improved, and the elongation and impact strength also improved.
또한, 폐자재를 사용하지 않고 신재 수지 및 유리섬유를 사용한 비교예 1과 비교하여 동등유사한 물성을 나타내는 것을 확인하였다.In addition, it was confirmed that the material exhibited equally similar physical properties compared to Comparative Example 1, which used new resin and glass fiber without using waste materials.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described with specific details, limited embodiments, and drawings, but these are provided only to facilitate a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention Anyone skilled in the art can make various modifications and variations from this description.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and the scope of the patent claims described below as well as all modifications that are equivalent or equivalent to the scope of this patent claim shall fall within the scope of the spirit of the present invention. .
Claims (3)
b) 상기 분쇄물에 상기 분쇄 과정에서 소실된 유리섬유 함량만큼의 신재 유리섬유를 첨가하고, 폴리프로필렌 수지에 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 그라프트 된 상용화제를 첨가하여 혼합 후 용융압출하는 단계;
를 포함하는 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법으로써,
상기 a)단계는 유리섬유의 비산을 방지하기 위하여 밀폐된 분쇄기 내에서 수행되며, 상기 분쇄기로부터 배출되는 분쇄물을 덮개가 설치된 컨베이어를 통해 상기 b)단계의 압출기로 이송하고, 상기 컨베이어에 연결된 측면공급기를 통하여 신재 유리섬유 및 상용화제를 첨가하는 것이며,
상기 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재는 ASTM D7348에 따른 애쉬함량이 10 내지 30 %이며, ASTM D638에 따른 인장강도가 40 내지 50 MPa이고, ASTM D638에 따른 신율이 3 내지 5 %이며, ASTM D256에 따른 IZOD 충격강도가 30 내지 50 J/M 이고, ASTM D792에 따른 비중이 1 내지 3 g/cm3인 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법.a) pulverizing a recycled polypropylene compound material containing polypropylene and glass fiber to produce pulverized material, and removing magnetic materials generated by wear of the blade of the pulverizer during pulverization; and
b) Adding new glass fibers equivalent to the amount of glass fibers lost in the grinding process to the pulverized material, adding a compatibilizer grafted with an unsaturated carboxylic acid or acid anhydride to polypropylene resin, mixing, and then melting and extruding. ;
As a manufacturing method of recycled polypropylene composite material for automobile parts comprising,
Step a) is performed in a sealed grinder to prevent scattering of glass fibers, and the pulverized material discharged from the grinder is transferred to the extruder of step b) through a conveyor equipped with a cover, and the side connected to the conveyor New glass fiber and compatibilizer are added through a feeder.
The recycled polypropylene composite material for automobile parts has an ash content of 10 to 30% according to ASTM D7348, a tensile strength of 40 to 50 MPa according to ASTM D638, an elongation of 3 to 5% according to ASTM D638, and ASTM D256 A method of producing a recycled polypropylene composite material for automobile parts having an IZOD impact strength of 30 to 50 J/M and a specific gravity of 1 to 3 g/cm 3 according to ASTM D792.
상기 재생 폴리프로필렌 컴파운드 소재는 폴리프로필렌 70 내지 90 중량%와 유리섬유 10 내지 30 중량%가 혼합된 것인 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법.According to clause 1,
A method of manufacturing a recycled polypropylene composite material for automobile parts, wherein the recycled polypropylene compound material is a mixture of 70 to 90% by weight of polypropylene and 10 to 30% by weight of glass fiber.
상기 상용화제의 함량이 상기 분쇄물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부인 것인 자동차 부품용 재생 폴리프로필렌 복합소재의 제조방법.According to clause 1,
A method for producing a recycled polypropylene composite material for automobile parts, wherein the content of the compatibilizer is 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the pulverized material.
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |