일반기술

폐 인쇄회로기판을 이용한 마찰재 제조방법

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, 이하 PCB라 함) 제조공정중 발생하는 불량PCB 및 사용후 폐기되는 PCB을 이용하여 마찰재를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.현재 국내에서는 PCB 제조공정중 발생하는 불량 PCB와 사용후 폐기된 PCB는 저부가가치의 기포성 유리나 블럭제조용의 충진재로 약간량 사용될 뿐 거의 전량 폐기하여 매립처리하고 있으나 이는 PCB 속에 포함되었던 금속의 침출로 인한 토양의 오염문제와 PCB를 매립하기 위한 매립지 확보에 어려움 등의 폐단을 가지는 것이다.그런데 상기 PCB는 페놀수지나 에폭시수지를 주성분으로 하는 페놀수지, 유리섬유, 종이, 구리 등의 집합체이거나 에폭시 수지, 유리섬유, 구리 등의 혼합체로 고가의 성분들로 이루어지는 것이므로 이들 PCB를 매립 폐기하기에는 너무나 아까운 일이 아닐 수 없다.따라서 본 발명자들은고부가가치 자원인 폐PCB의 재활용방안을 다양한 방면으로 모색하다가 현재 차량의 브레이크라이닝 등에 사용되고 있는 마찰재가 크게 보강재와 결합제, 첨가재(충전재 및 마찰마모조정제)로 이루어지고 있고, 마찰재의 내 패드성 향상, 고온 마모의 개량 또는 상대 마찰면의 청정 작용등에 사용되어지는 첨가재 중 금속질의 재료로는 구리(Cu), 황동, 알루미늄, 아연 등이 사용되며, 기지로 작용하는 결합재는 포름알데히드를 산성촉매로 반응시키고 중측합체에서 경화제로 핵산을 사용하는 페놀수지가 가장 많이 사용되어지고 있고, 특히 철계 마찰재의 경우에는 Fe, Fe0분의 고온산화에 의해 자동차의 휠의 주변에 붉은색을 띄게되므로 비석면계의 경우 대부분 금속질은 Cu분말을 이용하고 있으며, 보강재로는 유리섬유를 함유하는 페놀이나 에폭시 수지를 결합재로 사용하고 있다는 것을 알게 되었다.이처럼 본 발명자들은 PCB가 마찰재 구성성분과 거의 동일하고, 또한 마찰재에 사용되어지는 구리분말은 편상(扁狀)을 가져야 하는데 PCB에는 구리가 편상으로 코팅되어 있는 상태이므로 이는 마찰재 제조에 최적의 상태라는 것에 착안하여 폐PCB를 분쇄하여 PCB분말을 얻고 상기 PCB분말에 마찰재의 구성에 필요한 원료의 일부를 첨가시켜 성형 및 열처리공정을 거쳐 고가의 마찰재를 제조하므로써 폐기되는 자원을 고부가가치화하여 재활용할 수 있게 하였고, PCB의 폐기로 인한 토양공해를 줄일 수 있도록 하였다.본 발명은 제조과정중에서 불량으로 폐기되거나, 사용후 폐기된 PCB, 즉 페놀 또는 에폭시수지 25~50%, 구리(Cu) 10~25%, 유리섬유 15~40%, 종이 5~10%, 주석(Sn) 0.2~0.3%, 니켈(Ni) 3~4%의 조성을 가지는 PCB를 이용하여 마찰재를 얻는 방법에 있어서 상기 PCB분말중 수분을 건조시키기 위한 제2공정과, 상기 건조된 PCB분말 중 42mesh이하의 분말을 얻기 위해 체질하는 제3공정과, 상기 42mesh이하의 PCB분말과 마찰재 조성원료, 5~10%정도의 페놀수지를 서로 균일하게 혼합하는 제4공정과, 상기 혼합물을 성형온도 100~200℃, 압력 100~300kg/cm2인 몰드에 넣고 약 10분간 유지하여 일정크기의 형태로 성형하는 제5공정과, 상기 성형된 혼합물을 150~180℃의 온도에서 4~6시간 정도 열처리하는 제6공정에 의해 마찰재가 제조되어지는 것이다.이와같은 공정에 의해 제조되는 본 발명에 있어서 상기 제4공정중 5~10중량%정도의 페놀수지를 새롭게 첨가하는 이유는 PCB 내에 포함된 페놀수지 및 에폭시수지는 이미 열경화된 상태이므로 마찰재조성원료들을 결합시키기에는 점도가 부족하여 쉽게 고화되지 않기 때문이다.또한 제1공정에서 수거된 PCB의 분쇄는 슈레더에 의한 조쇄공정, 햄머밀이나 커팅밀에 의한 분쇄공정, 진동밀에 의한 미쇄공정을 순으로 분쇄공정을 거쳐야만 원하는 크기 및 형태의 분만을 얻을 수 있다.